alina-mihaela-cojocariu-rezumatul-tezei-de-doctorat (2).pdf

7/26/2019 Alina-Mihaela-COJOCARIU-rezumatul-tezei-de-doctorat (2).pdf

1/44

UNIVERSITATEA AL.I. CUZA IAIFACULTATEA DE FIZIC

Contribuii la studiul nanoparticulelorcu posibile aplicaii n livrareaintit de

medicamente

-REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT-

Doctorand,

ALINA MIHAELA COJOCARIU

Conductor tiinific,

Prof. Dr. OVIDIU FLORIN CLUN

-Iai, 2013-


2/44


3/44

Universitatea Alexandru Ioan Cuza Iain atenia

...........................................................................................

V facem cunoscut c n ziua de 26 septembrie 2013, orele12, in sala L1, domnioara Alina Mihaela Cojocariu va susine, nsedin public, teza de doctorat Contribuii la studiulnanoparticulelor cu posibile aplicaii n livrarea intit demedicamente n vederea obinerii titlului stiinific de doctor ndomeniul Fizic.

Comisia de doctorat are urmtoarea componen:

Preedinte: Prof. Dr. Diana Mardare, Facultatea de Fizic,Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iai

Membri: Prof.dr. Ovidiu Florin CLUN, conductortiinific, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, IaiProf. Dr. Aurel PUI Universitatea AlexandruIoan Cuza, IaiProf. Dr. Viorica SIMON - Universitatea BabeBolyai, Cluj NapocaProf. Dr. Rolf HEMPELEMANN -Universitatea

Saarland Saabrucken, Germania

V invitm pe aceast cale s participai la sedina public desusinere a tezei


4/44

Adresez respectuase mulumiri domnului Prof. Dr . OvidiuFlorin Clun, conductorul meu tiinific, pentru toat ncrederea,

rbdarea i ndrumarea permanent acordat pe ntreaga perioadde desfurare a doctoratului.

Mulumesc comisiei de examninare pentru pentru sprijinuli ncrederea acordat n calitate de refereni.

Mulumesc domnului Prof. Dr. Rolf Hempelmann iechipei sale din cadrul Universitii Saarland, Germania, pentru tot

sprijinul acordat n realizarea sintezei, funcionalizrii icaracterizarii nanoparticulelor magnetice.

De asemenea, doresc s mulumesc domnului Conf. Dr.Florin Brnz, domnului Lect. Dr . Ioan Dumi trui domnioarei

Lect. Dr. Iordana Atefnoaei att pentru sprijinul i discuiilepermanente acordate pe tot parcursul pregtirii tezei de doctoratct i pentru asigurarea unor materiale i dispozitive necesare naceast pregtire.

Mulumesc domnului Prof. Dr. Aurel Puii colegului meuDd. Daniel Gherc, pentru sprijinul acordat n investigarea

interaciunii nanoparticulelor sintetizate cu mediul sangvin.Multumesc tuturor colegilor din cadrul Facultii de Fizic

pentru att discuiile constructive ct i pentru sprijinul moralacordat.

Teza prezint rezultatele cercetrii susinute financiar dinfonduri social europene gestionate de Autori tatea de Management

pentru Programului Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor

Umane [grant POSDRU/107/1.5/S/78342].

Mulumesc familiei pentru tot sprijinul acordatnecondiionat pe toat perioada derulrii stagiului de doctorat,

prinilor fiindu-le dedicat aceast reuit. ndeosebi mulumesclogodnicului meu care a avut ncredere n mine imi-a fost alturi.


5/44

Cuprins

Mulumiri...........................................................................................4Rezumat..............................................................................................5Capitolul I. Stadiul actual al cercetrilor privind metodele desintez i utilizare practic a sistemelor nanodimensionale n livrareade medicamente..................................................................................6

I.1Nanotehnologia.......................................................................6

I.2Stadiul actual al cercetrilor sistemelor nanoparticulate........8I.3Metode de sintez a sistemelor nanostructurate...................12

I.3.1Metoda coprecipitrii.................................................13

I.3.2Metoda microemulsiilor.............................................14I.3.3 Metoda solgel........................................................14I.3.4 Metoda hidrotermal.................................................15

I.4Aplicaii ale nanoparticulelor n medicin Transportul intitde medicamente........................................................................15

I.4.1Principiul livrrii magnetice a medicamentelor.........18I.4.2Grupe de nanoparticule i medicamente utilizate nlivrarea magnetic..............................................................22

I.5Concluzii...............................................................................28

Referine....................................................................................29Capitolul II.Metode de caracterizare i funcionalizare ananoparticulelor magnetice............................................................. 34

II.1Tehnici de caracterizare......................................................34

II.1.1Metoda difractometrului de radiaii X..................... 34II.1.2Microscopia electronic de transmisie (TEM) ispectroscopia cu dispersia radiaiei X dup energii(EDX)................................................................................37

II.1.3mprtierea dinamic a luminii (DLS)....................40II.1.4Metoda de analiz particul cu particul (NTA).......42II.1.5Metoda de determinare a zeta potenialului zeta.......44II.1.6Spectroscopia de infrarou cu transformatFourier................................................................................45

II.1.7Magnetometria cu prob vibrant (VSM).................46II.2Metode de funcionalizare a nanoparticulelor pentruaplicaii medicale.....................................................................47

II.2.1Metoda strat cu strat (LbL).......................................49

Referine............................................................................53


6/44

Capitolul III.Rezultate experimentale. Metode de obinere i tehniciexperimentale de studiu ale proprietilor structurale i magnetice

ale nanostructurilor sintetizate.........................................................55III.1Obinerea nanostructurilor magneticeZnxCo1-xFe2O4........55III.2Caracterizarea nanoparticulelor magnetice din seria ZnxCo1-

xFe2O4........................................................................................58

III.2.1Rezultatele studiilor de microstructur prin difraciade radiaii X.......................................................................58III.2.2Studiul microstructurii i compoziiei chimice cuajutorul microscopiei electronice de transmisie (TEM) ispectroscopiei de radiaiei X cu dispersie dup energii

(EDX)................................................................................64III.2.3Determinarea diametrului hidrodinamic al pulberilor

din seriaZnxCo1-xFe2O4..................................................... 67

III.2.3.1Metoda mprtierii luminii n regim dinamic(DLS)........................................................................ 67

III.2.3.2Metoda analizei particul cu particul(NTA)........................................................................ 69

III.2.4Determinarea Potenialului Zeta pentru dispersiilecoloidale.............................................................................70

III.2.5Influena compoziiei chimice asupra spectrelorIR.......................................................................................71

III.2.6Influena compoziiei chimice asupra proprietilormagnetice (VSM)..............................................................76

III.3Prepararea probelor din seriaZnxMn1-xFe2O4....................80

III.4Caracterizarea nanoparticule magnetice din seria ZnxMn1-

xFe2O4........................................................................................81

III.4.1Analiza difractogramelor de radiaii X....................81III.4.2Analiza micrografiilor TEM i a spectrelor EDX....87III.4.3Determinarea diametrului hidrodinamic

eantioanelor sistemului de feriteZnxMn1-xFe2O4............. 91III.4.3.1Metoda imprtierii luminii n regim dinamic(DLS)..........................................................................91

III.4.3.2Metoda analizei particul cu particul(NTA)..92

III.4.4Determinarea Potenialului Zeta i pH-uluiferofluidelor realizate cu particule din seria ZnxMn1-

xFe2O4............................................................................... 94


7/44

III.4.5Influena compoziiei chimice asupra spectrelorIR.......................................................................................95

III.4.6Influena compoziiei chimice asupra proprietilormagnetice ale nanoparticulelor din seria de ferite ZnxMn1-xFe2O4..............................................................................100

III.5Concluzii...................................................................102

Referine..........................................................................103Capitolul IV.Rezultate experimentale. Funcionalizarea seriilorZnxCo1-xFe2O4i ZnxMn1-xFe2O4. Teste de hemoliz....................106

IV.1Studiul funcionalizarii nanoparticulelor magneticecorespunzatoare seriilorZnxCo1-xFe2O4iZnxMn1-xFe2O4(0

< x < 1)........................................................................... 106IV.1.2Caracterizarea nanoparticulelor funcionalizate dinseriileZnxCo1-xFe2O4iZnxMn1-xFe2O4(0 < x < 1).........108

IV.1.2.1Studiul dimensiunii particulelor cu ajutorulmicroscopiei electronice de transmisie.....................108

IV.1.2.2Studiul diametrului hidrodinamic................113

IV.1.2.3Potenialul zeta............................................117IV.1.2.4Determinarea structurii moleculare prin

spectroscopie IR.......................................................118

IV.2Interaciunea nanoparticulelor magnetice cu mediulsangvintestul de hemoliz..............................................126IV.3 Concluzii..................................................................134

Referine..........................................................................134Concluzii generale........................................................................136

Anexa 1..........................................................................................140Anexa 2..........................................................................................141

Anexa 3..........................................................................................142

Anexa 4..........................................................................................143

Rezumatul tezei de doctorat pstreaz numerotareacapitolelor i a paragrafelor din tez precum i a figurilor, tabelelori indicaiilor bibliografice.


8/44

1

Introducere

Standardul de aur n tratamentul neoplaziilor la ora actualeste triada reprezentat de chimioterapie, radioterapie i chirugie, lacare se adaug pentru doar cteva tipuri de cancere terapia intitreprezentat de anticorpii monoclonali. n ciuda acestui variatarsenal terapeutic mortalitatea prin cancer este nc ridicat ceea ce

justific cercetarea continu a noi modaliti terapeutice.Sistemele de livrarea medicamentelor sunt create pentru a

mbunti proprietile terapeutice i farmacologice alemedicamentelor, medicamentele fiind plasate n zona de interes i

activate doar de anumii stimuli specifici.Scopul acestei teze de doctorat a fost focalizat pe sinteza icaracterizarea unor sisteme magnetice nanodimensionale (ZnxCo1-

xFe2O4i ZnxMn1-xFe2O4, (x = 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 i 1),funcionalizarea acestora prin metoda strat cu strat (LbL) cu ajutorula doi polielectrolii (PAH i PAA), precum i testarea lor n mediulsangvin (testul de hemoliz). Interesul pentru studiul acestormateriale este justificat de aplicaiile numeroase raportate nliteratur n domenii medicale precum transportul intit de

medicamente, rezonana magnetic nuclear dar i hipertermia.Capitolul I al acestei lucrri prezint cteva noiuni generale cuprivire la: stadiul cercetrilor nanoparticulelor magnetice, principiultransportului intit de medicamente precum i a grupelor denanoparticule magnetice utilizabile n livrarea de medicamente. ncapitolul II este prezentat o scurt descriere a tehnicilor de studiuale proprietilor structurale i magnetice utilizate de noi ncaracterizarea nanoparticulelor. Aici am descris i posibilele metodede funcionalizare a nanoparticulelor magnetice punnd accent pemetoda de depunere strat cu strat (layer-by-layer deposition). nCapitolul III sunt expuse detalii despre metoda de sintez ananoparticulelor din seriileZnxCo1-xFe2O4iZnxMn1-xFe2O4(0 < x

alina-mihaela-cojocariu-rezumatul-tezei-de-doctorat (2).pdf

Documents