Durable superhydrophobicity in embossed CYTOP fluoropolymer micro and nanostructures

Peer reviewe

Η Ψυχοπαθολογία του Παιδιού και η Λειτουργικότητα του Ζεύγους

Η ποιότητα της συζυγικής σχέσης σε συνάρτηση με την ψυχοπαθολογία που φέρει το παιδί συνιστά ένα σχετικά πρόσφατο πεδίο έρευνας στη διεθνή βιβλιογραφία. Οι παράγοντες που καθορίζουν την ποιότητά της είναι άμεσα συνυφασμένοι με τη δυναμική του οικογενειακού περιβάλλοντος. Η ψυχοπαθολογία του παιδιού αποτελεί ένα απροσδόκητο γεγονός του κύκλου ζωής της οικογένειας και διαμορφώνει τη δυναμική της. Σκοπός της συγκριτικής έρευνας είναι να διερευνηθούν οι επιδράσεις που επιφέρει η ψυχοπαθολογία του παιδιού στην ποιότητα της συζυγικής σχέσης όταν τα παιδιά βρίσκονται στην προσχολική ή σχολική ηλικία. Στην παρούσα μελέτη έλαβαν μέρος συνολικά 110 άτομα (Ν=110) εκ των οποίων οι 38 (34,5%) ήταν άνδρες κι οι 72 (65,5%) ήταν γυναίκες. Όσον αφορά τα μέσα συλλογής δεδομένων, στους ερωτώμενους χορηγήθηκαν οι εξής δοκιμασίες: (α) το Ερωτηματολόγιο Δημογραφικών Στοιχείων, (β) η Κλίμακα Ικανοποίησης από το Γάμο (Azrin, Naster & Jones, 1973), (γ) το Ερωτηματολόγιο Κοινωνικής Υποστήριξης (Καφέτσιος, 1998), (δ) η Κλίμακα Κοινωνικής Αναπροσαρμογής/Κλίμακα του Στρες (Holmes & Rahe, 1967), και (ε) απάντησαν στην ανοιχτή ερώτηση σύμφωνα με την οποία καλούνται να καταγράψουν εάν θεωρούν ότι το πρόβλημα του παιδιού τους επηρεάζει την ποιότητα της σχέσης με τον/τη σύζυγό τους, κι αν ναι με ποιο τρόπο. Αναφορικά με τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων μας, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πακέτο Statistical Package for Social Sciences (SPSS 22). Σύμφωνα με τα ευρήματα της έρευνας στις οικογένειες με παιδιά που φέρουν κάποια ψυχοπαθολογία, φαίνεται να υπάρχει στατιστικώς σημαντική επίδραση της ψυχοπαθολογίας του παιδιού στην εκλαμβανόμενη ικανοποίηση των γονέων από τη συζυγική τους σχέση, με τους γονείς των παιδιών με μαθησιακές δυσκολίες να βιώνουν μεγαλύτερα επίπεδα ικανοποίησης από το γάμο τους συγκριτικά με τους γονείς των παιδιών με ΔΕΠ-Υ. Ακολούθως, δεν βρέθηκε στατιστικώς σημαντική επίδραση των μεταβλητών της ηλικίας του παιδιού με ψυχοπαθολογία, του μορφωτικού επιπέδου και του φύλου των γονέων στην συζυγική ικανοποίηση. Τέλος, βρέθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά στους μέσους όρους των γονέων που έχουν παιδιά με ΔΑΦ και σε αυτούς που έχουν παιδιά με ΔΕΠ-Υ και μαθησιακές δυσκολίες, με τους πρώτους να βιώνουν μικρότερα επίπεδα κοινωνικής υποστήριξης και βαθμού ικανοποίησης από την κοινωνική υποστήριξη.The quality of marital relationship according to the child’s disability is a relatively recent field of research in the international bibliography. The factors that determine its quality is directly intertwined with the dynamics of family environment. The disability of the child is an unexpected fact of the family life cycle and inevitably affects and modulates the family functioning. The aim of this study is to investigate the effects that the child’s disability induces on marital relationship quality, when children are at preschool or school age. The sample consisted of 110 participants (N=110), of which 38 (34,5%) were male and 72 (65,5%) were female. Regarding the data collection, the following tests were administered to the participants: (a) The demographic questionnaire, (b) The Marital Happiness Scale (Azrin, Naster & Jones, 1973), (c) The Short Form Social Support Questionnaire -SSQ- 6- (Kafetsios, 1998), (d) The Social Readjustment Rating Scale (Holmes & Rahe, 1967), and (e) they answered the open question whether they believe that their child’s disability affects the quality of the relationship with their husband/wife, and if it does in which way. Regarding the statistical analysis of our data, the software package Statistical Package for Social Sciences (SPSS 22) was used. According to research findings, in families with disabled children appears to be a statistically significant effect of child psychopathology on the perceived satisfaction of parents from their marital relationship, with the parents of children with learning difficulties experiencing higher levels of marital satisfaction compared to the parents of children with ADHD. Subsequently, there was no statistically significant effect of age-related variables of disabled child, parents’ educational level and gender on the marital satisfaction variable. Finally, there was found a statistically significant difference in the averages of parents with children with Autism Spectrum Disorder (ASD) and those with ADHD and learning difficulties, with the former experiencing lower levels of social support and satisfaction from social support

H αυτοδιαχείριση της υπογλυκαιμίας ατόμων με σακχαρώδη διαβήτη τύπου Ι με τη χρήση της νέας τεχνολογίας και ο ρόλος του νοσηλευτή : Συστηματική ανασκόπηση

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η υπογλυκαιμία αποτελεί την πιο συχνή οξεία επιπλοκή στα άτομα με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1 και αποτελεί σημαντικό εμπόδιο στην επίτευξη της γλυκαιμικής ρύθμισης, ενώ παράλληλα προκαλεί αρνητικές ψυχολογικές και ψυχοκοινωνικές επιπτώσεις. Η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας διαβήτη με τα συστήματα συνεχούς καταγραφής της γλυκόζης και την τηλεϊατρική προσφέρει νέες δυνατότητες στην αυτοδιαχείριση της υπογλυκαιμίας τόσο στα άτομα όσο και στη διεπιστημονική ομάδα διαβήτη, που είναι υπεύθυνη για την εκπαίδευση και την υποστήριξη της αυτοδιαχείρισης αυτής. ΣΚΟΠΟΣ: Η διερεύνηση της αυτοδιαχείρισης της υπογλυκαιμίας με την κατάλληλη επιλογή και χρήση των νέων διαθέσιμων τεχνολογικών συστημάτων μέτρησης της γλυκόζης, έναντι της κλασικής μεθόδου αυτομέτρησης της γλυκόζης του αίματος και ο ρόλος του νοσηλευτή στην εκπαίδευση και την υποστήριξη της αυτοδιαχείρισης. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ: Πραγματοποιήθηκε σύνθετη αναζήτηση στις βιβλιογραφικές βάσεις δεδομένων Medline/ Pubmed, Science Direct, Cochrane Library και Google Scholar, κατά το χρονικό διάστημα από τον Μάρτιο του 2022 έως και τον Δεκέμβριο του 2022. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Σε αυτήν την ανασκόπηση, τα συστήματα CGM φαίνεται να υπερτερούν του συστήματος SMBG, στην πρόληψη και την αντιμετώπιση της υπογλυκαιμίας. Το σύστημα rtCGM, παρουσιάζεται ανώτερο από το σύστημα isCGM, κυρίως λόγω της δυνατότητας συναγερμών και αναστολής χορήγησης ινσουλίνης που παρέχει, ιδιαίτερα για τα άτομα υψηλού κινδύνου για υπογλυκαιμία. Ο εξειδικευμένος νοσηλευτής διαβήτη, ως μέλος της διεπιστημονικής ομάδας διαβήτη, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην εκπαίδευση και υποστήριξη της αυτοδιαχείρισης της υπογλυκαιμίας. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η ενδυνάμωση της αυτοδιαχείρισης από τον εξειδικευμένο νοσηλευτή διαβήτη, με την ενεργή συμμετοχή των ατόμων με ΣΔΤ1, σε συνδυασμό με την επιλογή και χρήση των κατάλληλων τεχνολογικών συστημάτων, εξατομικευμένα, μπορεί να μειώσει τη συχνότητα και το φόβο της υπογλυκαιμίας, επιτυγχάνοντας παράλληλα την επιθυμητή γλυκαιμική ρύθμιση.INTRODUCTION: Hypoglycemia is the most common acute complication in people with type 1 diabetes mellitus and is a major obstacle to achieving glycemic control, while causing negative psychological and psychosocial effects. The rapid development of diabetes technology with continuous glucose monitoring systems and telemedicine offers new possibilities in the self-management of hypoglycemia both in individuals and in the multidisciplinary diabetes team, which is responsible for training and supporting this self-management. AIM: The investigation of the self-management of hypoglycemia with the appropriate selection and use of the new available technological glucose measurement systems, compared to the classical method of self-measurement of blood glucose and the role of the nurse in training and supporting this self-management. METHODOLOGY: Advanced searches were conducted in the Medline/ Pubmed, Science Direct, Cochrane Library and Google Scholar databases between March 2022 and December 2022. RESULTS: In this systematic review, CGM systems appear to outperform the SMBG system in preventing and treating hypoglycemia. The rtCGM system appears superior to the isCGM system, mainly due to the possibility of alarms and insulin inhibition, particularly for people at high risk for hypoglycemia. The diabetes specialist nurse, as a member of the multidisciplinary diabetes team, has an important role in educating and supporting the self-management of hypoglycemia. CONCLUSIONS: The strengthening of self-management by the diabetes specialist nurse, with the active participation of people with T1D, combined with the selection and use of appropriate technological systems, individually, can reduce the frequency and fear of hypoglycemia, while achieving the desired glycemic control

Synthesis of nanostructures and investigation of their properties for bioengineering applications

The need to repair damaged tissues or treat malignant ones with more efficient methods and with fewer side effects than the clinical approved that ultimately improves patients’ life quality, has led to the development of tissue engineering field. Tissue engineering aims at healing and repairing tissues, in order to reduce postoperative problems faced by patients. Tissue engineering goals are mainly achieved with two approaches. The first approach concerns the use of suitable materials that enhance cell growth on their surface, and eventually, leads to the development of tissue to replace the damaged one. The second approach involves the development of appropriate structures that can deliver drugs to malignant points, in order to achieve targeted therapy of pathogenesis. These approaches ultimately lead to the restoration of tissue physiology and patients’ treatment. This thesis focused on two areas. The first area involved the synthesis and characterization of nanoparticles, which are able to deliver drugs in malignant tissues. Secondly, the study of the nanomechanical properties of various polymeric materials used in medical applications followed. The aim was to study nanostructured and bulk materials that promoted the needs and goals of tissue engineering, in order to develop an experimental protocol that will study the nanomechanical properties of soft matter; and further promote the investigation of tissues mechanical properties. Tissues, depending on the phase they are, (healthy, malignant and after restoration) present diverse mechanical properties, due to microstructure’s organization. The thesis attempts to comprehensively approach these differences, leading to the development of new characterization and diagnosis methods of patients’ pathogenesis.Η ανάγκη για την επιδιόρθωση βλαβών σε ιστούς ή η καταπολέμηση της παθογένειας με μεθόδους πιο αποτελεσματικές και με μικρότερες παρενέργειες από τις κλινικά αποδεκτές σήμερα, που βελτιώνουν τελικά την ποιότητα ζωής των ασθενών, έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη του τομέα της ιστικής μηχανικής. Η ιστική μηχανική στοχεύει στη θεραπεία και αποκατάσταση των ιστών, ώστε να μειωθούν τα μετεγχειρητικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι ασθενείς. Για να επιτευχθούν οι στόχοι της ιστικής μηχανικής υπάρχουν δυο, κυρίως, προσεγγίσεις. Η πρώτη αφορά στη χρήση υλικών που δύνανται να ενισχύσουν την ανάπτυξη κυττάρων στην επιφάνειά τους, που θα οδηγήσει τελικά στην ανάπτυξη ιστού, ώστε να αντικατασταθεί ο κατεστραμμένος. Η δεύτερη αφορά στην ανάπτυξη κατάλληλων δομών που δύνανται να μεταφέρουν φαρμακευτικές ουσίες στο σημείο της παθογένειας, ώστε να πραγματοποιηθεί στοχευμένα η θεραπεία. Οι παραπάνω προσεγγίσεις οδηγούν τελικά στην αποκατάσταση της φυσιολογίας των ιστών και στη θεραπεία των ασθενών. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώθηκε σε δυο τομείς. Ο πρώτος αφορά στην ανάπτυξη και το χαρακτηρισμό νανοσωματιδίων που δύνανται να μεταφέρουν φάρμακα σε ιστούς που παρουσιάζουν παθογένεια, και ο δεύτερος στη μελέτη των νανομηχανικών ιδιοτήτων πολυμερικών υλικών (μαλακή ύλη) που εφαρμόζονται στην ιατρική. Στόχος ήταν η μελέτη νανοδομημένων υλικών και υλικών όγκου που προάγουν τις ανάγκες και τους στόχους της ιστικής μηχανικής, ώστε να αναπτυχθεί ένα πειραματικό πρωτόκολλο μελέτης των νανομηχανικών ιδιοτήτων της μαλακής ύλης, το οποίο θα είναι χρήσιμο για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των ιστών. Οι ιστοί ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται (υγιής φάση, παθογένεια και μετά την αποκατάσταση της φυσιολογίας) παρουσιάζουν διαφοροποιημένες μηχανικές ιδιότητες, εξαιτίας της διαφορετικής οργάνωσης της μικροδομής τους. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιχειρεί να προσεγγίσει ολοκληρωμένα αυτές τις διαφορές, οδηγώντας στην ανάπτυξη μιας καινούριας μεθόδου χαρακτηρισμού και διάγνωσης της παθογένειας σε ασθενείς

Nanomechanical and nanotribological properties of silicon oxide thin films onto polymeric membranes

147 σ.Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”Η παρούσα εργασία αναφέρεται στις νανομηχανικές και νανοτριβολογικές ιδιότητες υμενίων SiOx (με x~1.8) πάχους 50 nm, που εναποτίθενται με εξάχνωση μέσω δέσμης ηλεκτρονίων (Electron Beam Evaporation) πάνω σε μεμβράνες πολύ(αιθυλενο τερεφθαλικού) (PET). Το PET επιδεικνύει εξαιρετικό συνδυασμό ιδιοτήτων, που είναι υψηλής σημασίας για τις εφαρμογές της συσκευασίας, όπως εύκολη κατεργασιμότητα, καλές μηχανικές ιδιότητες, σχετικά χαμηλή διαπερατότητα από οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα (ιδιότητες φραγμού) και καλή χημική σύνδεση με αντιβακτηριδιακές επικαλύψεις. Όμως, οι επιφανειακές ιδιότητες του PET δεν ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις αντοχής σε εγχάραξη, διαβρεχτικότητας, βιοσυμβατότητας, διάχυσης αερίων ή τριβής. Η εναπόθεση SiOx μέσω πλάσματος πάνω σε υπόστρωμα PET δύναται να βελτιώσει τις επιφανειακές ιδιότητες. Σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος και την εύχρηστη τεχνική εναπόθεσης μέσω πλάσματος, το σύστημα SiOx/PET φαίνεται χρήσιμο εργαλείο στη βιομηχανία της συσκευασίας. Οι εξεταζόμενες μεμβράνες PET (πάχους 12 μm) παράχθηκαν σε ημιβιομηχανική κλίμακα και υπέστησαν κατεργασία διαξονικού τανυσμού και θερμικής ανόπτησης. Ένας ημιβιομηχανικός θάλαμος κενού με σύστημα κύλισης (roll-to-roll) χρησιμοποιήθηκε για την εναπόθεση του SiOx υμενίου πάχους 50 nm. Η σκληρότητα (Η) και το μέτρο ελαστικότητας (Ε) της μεμβράνης PET και της επικάλυψης μετρήθηκαν μέσω πειραμάτων νανοδιείσδυσης. Οι τιμές Η και Ε για το τανυσμένο PET αυξάνονται στην επιφάνεια/ περιοχή κοντά στην επιφάνεια, λόγω του αυξημένου προσανατολισμού των μορίων στην επιφανειακή στοιβάδα που επιτυγχάνεται με το μηχανικό τανυσμό και θερμική ανόπτηση της μεμβράνης. Για μεγαλύτερη βάθη διείσδυσης, οι τιμές Η και Ε μειώνονται φθάνοντας τις τιμές Η και Ε για το υλικό όγκου ΡΕΤ. Οι υψηλότερες τιμές Η και Ε της επικάλυψης SiOx που μετρήθηκαν για το σύστημα SiOx/ΡΕΤ, υποδηλώνουν ότι το υμένιο SiOx είναι αποτελεσματικό ως προστατευτικό υλικό επικαλύψεων. Με περεταίρω ανάλυση των δεδομένων νανοδιείσδυσης εξήχθησαν χρήσιμες πληροφορίες για τη μετάβαση από την ελαστική στην πλαστική παραμόρφωση του συστήματος SiOx/ΡΕΤ. Επίσης, πραγματοποιήθηκε εξαγωγή καμπυλών που προσομοιάζουν τις καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης από τις καμπύλες νανοσκληρομέτρησης, ώστε να κατανοηθεί η συμπεριφορά του υμενίου SiOx. Τέλος, από τις δοκιμές εγχάραξης εκτιμήθηκαν οι νανοτριβολογικές ιδιότητες του συστήματος SiOx/ΡΕΤ, μετρήθηκε ο συντελεστής τριβής και μελετήθηκε η μορφολογία των ιχνών εγχάραξης σε διαφορετικά επιβαλλόμενα κάθετα φορτία και ταχύτητες ολίσθησης. Η συνεκτική αντοχή του συστήματος SiOx/ΡΕΤ προσδιορίστηκε ότι ενισχύεται συγκριτικά με το μη επικαλυμμένο ΡΕΤ, επομένως, η δύναμη τριβής που απαιτείται για να υπερνικηθεί η συνάφεια του συστήματος αυξάνει.The present work reports on the nanomechanical and nanotribological properties of 50 nm thick SiOx films (with x~1.8) deposited by Electron Beam Evaporation onto poly(ethylene terephthalate) (PET) membranes. PET demonstrates an excellent combination of properties, which are of high importance for packaging applications, such as easy processing, good mechanical properties, reasonably low permeability to oxygen and carbon dioxide gases (barrier properties) and good chemical coupling with antibacterial coatings. However, PET surface properties do not meet the demands regarding scratch-resistance, wettability, biocompatibility, gas transmission, or friction. Plasma deposition of SiOx onto PET can improve its surface properties. This, in combination with the flexibility and the relatively low cost of the plasma process, makes it very interesting as a tool for the packaging industry. The examined PET membranes (thickness ~12 μm) were industrially supplied, treated using biaxial stretching that is usually applied in industrial scale. An industrial roll-to-roll vacuum deposition coater was used to produce SiOx films of 50 nm thick. Hardness (H) and reduced elastic modulus (E) of the PET membrane and the coating were assessed by means of nanoindentation. Both H and E of drawn PET films are increased in the surface/near surface region, due to higher orientation of molecules in the surface layer that is obtained with mechanical stretching and annealing of the membrane. For higher contact depths, the H and E values tend to decrease approaching the bulk PET H and E values. Higher H & E values of SiOx coating, measured for SiOx/PET system, imply that SiOx film is effective as protective coating material. Further analysis of nanoindentation data provided useful information for the elastic to plastic transition of SiOx/PET system and it was possible to extract nanoindentation stress-strain curves in order to comprehend SiOx thin film behavior. Finally, scratch tests were performed in order to assess the nanotribological properties of the system SiOx/PET, measure coefficient of friction and study the morphology of scratches at different normal loads and tip velocities. The cohesive strength of the SiOx/PET system is enhanced comparing to that of uncoated PET, and as a result, the friction force needed to overcome the adhesion of the system increases.Αμαλία Κ. Σκαρμούτσο

Synthesis of nanostructures and investigation of their properties for bioengineering applications

283 σ.Η ανάγκη για την επιδιόρθωση βλαβών σε ιστούς ή η καταπολέμηση της παθογένειας με μεθόδους πιο αποτελεσματικές και με μικρότερες παρενέργειες από τις κλινικά αποδεκτές σήμερα, που βελτιώνουν τελικά την ποιότητα ζωής των ασθενών, έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη του τομέα της ιστικής μηχανικής. Η ιστική μηχανική στοχεύει στη θεραπεία και αποκατάσταση των ιστών, ώστε να μειωθούν τα μετεγχειρητικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι ασθενείς. Για να επιτευχθούν οι στόχοι της ιστικής μηχανικής υπάρχουν δυο, κυρίως, προσεγγίσεις. Η πρώτη αφορά στη χρήση υλικών που δύνανται να ενισχύσουν την ανάπτυξη κυττάρων στην επιφάνειά τους, που θα οδηγήσει τελικά στην ανάπτυξη ιστού, ώστε να αντικατασταθεί ο κατεστραμμένος. Η δεύτερη αφορά στην ανάπτυξη κατάλληλων δομών που δύνανται να μεταφέρουν φαρμακευτικές ουσίες στο σημείο της παθογένειας, ώστε να πραγματοποιηθεί στοχευμένα η θεραπεία. Οι παραπάνω προσεγγίσεις οδηγούν τελικά στην αποκατάσταση της φυσιολογίας των ιστών και στη θεραπεία των ασθενών. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώθηκε σε δυο τομείς. Ο πρώτος αφορά στην ανάπτυξη και το χαρακτηρισμό νανοσωματιδίων που δύνανται να μεταφέρουν φάρμακα σε ιστούς που παρουσιάζουν παθογένεια, και ο δεύτερος στη μελέτη των νανομηχανικών ιδιοτήτων πολυμερικών υλικών (μαλακή ύλη) που εφαρμόζονται στην ιατρική. Στόχος ήταν η μελέτη νανοδομημένων υλικών και υλικών όγκου που προάγουν τις ανάγκες και τους στόχους της ιστικής μηχανικής, ώστε να αναπτυχθεί ένα πειραματικό πρωτόκολλο μελέτης των νανομηχανικών ιδιοτήτων της μαλακής ύλης, το οποίο θα είναι χρήσιμο για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των ιστών. Οι ιστοί ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται (υγιής φάση, παθογένεια και μετά την αποκατάσταση της φυσιολογίας) παρουσιάζουν διαφοροποιημένες μηχανικές ιδιότητες, εξαιτίας της διαφορετικής οργάνωσης της μικροδομής τους. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιχειρεί να προσεγγίσει ολοκληρωμένα αυτές τις διαφορές, οδηγώντας στην ανάπτυξη μιας καινούριας μεθόδου χαρακτηρισμού και διάγνωσης της παθογένειας σε ασθενείς. Πιο αναλυτικά, στο πλαίσιο της διδακτορικής διατριβής πραγματοποιήθηκε σύνθεση και χαρακτηρισμός επιφανειακά ενεργοποιημένων μαγνητικών νανοσωματιδίων, τα οποία συντίθενται μέσω της μεθόδου της πολυόλης, η οποία επιτρέπει τον έλεγχο του μεγέθους των σωματιδίων κάτω από τη μικρο-κλίμακα (< 200 nm). Η μέθοδος της πολυόλης είναι μια θερμική διάσπαση ενός οργανικού άλατος σε ένα θερμό οργανικό διαλύτη. Στο μείγμα προστίθενται επιφανειοδραστικές ενώσεις σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, ώστε να συντεθούν οργανόφιλα, υδρόφιλα, και αμφίφιλα νανοσωματίδια. Τα επιφανειακά ενεργοποιημένα μαγνητικά νανοσωματίδια χαρακτηρίζονται ως προς τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες, ώστε να αποτιμηθούν πιθανές βελτιώσεις της πειραματικής διαδικασίας, οδηγώντας σε διαφοροποιήσεις του μέσου μέγεθος του πυρήνα, της μαγνήτισης κορεσμού, της διαλυτότητας και της σταθερότητάς τους σε διαλύματα, καθώς και της χημείας της επιφάνειάς τους. Τα επιφανειακά ενεργοποιημένα μαγνητικά νανοσωματίδια υπόκεινται σε περαιτέρω επιφανειακή ενεργοποίηση με κατάλληλες ενώσεις και κατάλληλους παράγοντες, ώστε να επιτευχθεί στόχευση σε κακοήθεις ιστούς και μεταφορά φαρμάκων στις κακοήθεις περιοχές, ενώ παράλληλα να παρουσιάζουν μια αόρατη προστασία έναντι του ανοσοποιητικού συστήματος. Με την αναφερόμενη αόρατη προστασία, τα νανοσωματίδια είναι ικανά να κινούνται στον οργανισμό παρουσιάζοντας μικρή τοξικότητα (σε μεγάλη συγκέντρωση), έχοντας βιοσυμβατότητα με τα κύτταρα και τους ιστούς. Μελλοντικά, τα παραπάνω νανοσωματίδια μπορούν να ελεγχθούν ως φορείς μεταφοράς φαρμάκων σε παθογόνους οργανισμούς, ώστε να μελετηθεί η βιοκατανομή των νανοδομών με τη θεραπευτική τους δράση και την απόδοσή τους ως παράγοντες υπερθερμίας. Μια τάση που παρατηρείται στη διεθνή βιβλιογραφία είναι η μελέτη των νανομηχανικών ιδιοτήτων (επιφανειακή ακαμψία, σκληρότητα και μέτρο ελαστικότητας) καλοηθών και κακοηθών όγκων, αλλά και των όγκων στους οποίους έχουν χορηγηθεί νανοδομημένοι θεραπευτικοί παράγοντες. Οι κακοήθεις ιστοί παρουσιάζουν διαφοροποίηση στις μηχανικές τους ιδιότητες συγκριτικά με τους φυσιολογικούς, λόγω της διαφορετικής έκφρασης πρωτεϊνών, καταλήγοντας σε διαφοροποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων, ακόμα και σε τοπικό επίπεδο. Παρόλα αυτά, με τις κλασικές μεθόδους μέτρησης μηχανικών ιδιοτήτων δεν είναι εφικτός ο εντοπισμός των συγκεκριμένων αλλαγών αλλά ούτε και η τοπική μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων. Επομένως, η χρήση της τεχνικής της νανοδιείσδυσης παρέχει χρήσιμες πληροφορίες στις παρατηρούμενες αλλαγές. Για να επιτευχθεί αυτό, αναπτύχθηκε ένα πειραματικό πρωτόκολλο για τη μέτρηση των νανομηχανικών ιδιοτήτων, διότι η μαλακή ύλη παρουσιάζει ετερογένειες, ιξωδοελαστική και χρονοεξαρτώμενη συμπεριφορά, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται συχνά λανθασμένη ερμηνεία των μετρούμενων μηχανικών ιδιοτήτων. Στη διδακτορική διατριβή μελετήθηκαν οι νανομηχανικές ιδιότητες διαφόρων μαλακών υλικών (πολυμερή, σύνθετα ανόργανα-οργανικά υλικά και συμπολυμερή), ώστε να προσδιοριστούν οι ιδιαιτερότητες της μαλακής ύλης και να αναπτυχθεί μια μέθοδος για τις δοκιμές των ασυμπίεστων ιστών (μέτρο του Poisson ίσο με 0.5). Το πειραματικό πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε είναι ένας οδηγός για τη μελέτη δεδομένων που θα ληφθούν από καλοήθεις, κακοήθεις και μετά τη χορήγηση νανοδομημένων θεραπευτικών παραγόντων (ή παραγόντων υπερθερμίας) ιστούς, μέσω διαφορετικών μαθηματικών μοντέλων, ώστε να εξηγηθεί η διαφοροποίηση των μετρούμενων μηχανικών ιδιοτήτων.The need to repair damaged tissues or treat malignant ones with more efficient methods and with fewer side effects than the clinical approved that ultimately improves patients’ life quality, has led to the development of tissue engineering field. Tissue engineering aims at healing and repairing tissues, in order to reduce postoperative problems faced by patients. Tissue engineering goals are mainly achieved with two approaches. The first approach concerns the use of suitable materials that enhance cell growth on their surface, and eventually, leads to the development of tissue to replace the damaged one. The second approach involves the development of appropriate structures that can deliver drugs to malignant points, in order to achieve targeted therapy of pathogenesis. These approaches ultimately lead to the restoration of tissue physiology and patients’ treatment. This thesis focused on two areas. The first area involved the synthesis and characterization of nanoparticles, which are able to deliver drugs in malignant tissues. Secondly, the study of the nanomechanical properties of various polymeric materials used in medical applications followed. The aim was to study nanostructured and bulk materials that promoted the needs and goals of tissue engineering, in order to develop an experimental protocol that will study the nanomechanical properties of soft matter; and further promote the investigation of tissues mechanical properties. Tissues, depending on the phase they are, (healthy, malignant and after restoration) present diverse mechanical properties, due to microstructure’s organization. The thesis attempts to comprehensively approach these differences, leading to the development of new characterization and diagnosis methods of patients’ pathogenesis. Specifically, the synthesis and characterization of functionalized magnetic nanoparticles was accomplished. The nanoparticles were synthesized by polyol process, which allows particle size control under micro-scale (<200 nm). The polyol process is an organic salt thermal decomposition process in a hot organic solvent. In the mixture different surfactant compositions were added, in order to synthesize organophilic, hydrophilic and amphiphilic nanoparticles. The surface functionalized magnetic nanoparticles were characterized in respect of their physicochemical properties. Hence, possible improvements of the experimental procedure were evaluated, in order to lead to efficient mean core size, saturation magnetization, solvent solubility and stability, and surface chemistry differentiations. Surface functionalized magnetic nanoparticles were further functionalized with suitable compounds and agents, in order to succeed in targeting malignant tissues and deliver drugs to tumor sites; while they present a “stealth shielding” against immune system. The aforementioned “stealth shielding” (protection) renders nanoparticles able to circulate in the organism, presenting low toxicity and biocompatibility with cells and tissues. As a future work, these nanoparticles can be tested as drug delivery agents in pathogenic organisms, in order to correlate the nanostructures biodistribution with their therapeutic ability and efficiency as hyperthermia agents. In the international literature there is a tendency in studying the nanomechanical properties (surface stiffness, hardness, elastic modulus) of benign and malignant tumors, and tumors that have been allocated with nanostructured therapeutic agents. Malignant tissues present diverse mechanical properties compared to non-malignant, due to differences in protein expression resulting in different mechanical properties, even regionally. However, the investigation of these differences and topographic variations are not feasible to investigate with traditional methods of mechanical properties measurements. Consequently, the use of nanoindentation technique can provide with useful information of the observed changes. An experimental protocol was developed in order to accomplish the investigation of tissues nanomechanical properties; because soft matter presents heterogeneities, viscoelastic and time-dependent behavior, resulting in misrepresentation of the measured nanomechanical properties. During the implementation of the thesis, the nanomechanical properties of various soft material (polymers, organic-inorganic composites and co-polymers) were studied, in order to investigate soft matter’s specificities and develop a standard method for incompressible tissues (Poisson’s ratio = 0.5). The experimental protocol that was developed is a guide that uses mathematical models for the study of obtained data by benign, malignant tissues, and after administration of therapeutic nanostructured agents (hyperthermia agents), in order to explain the variations of the measured mechanical properties.Αμαλία Κ. Σκαρμούτσο