Η φωτοδυναμική θεραπεία (PDT) αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη μέθοδο για τη θεραπεία
του καρκίνου, η οποία περιλαμβάνει την παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) σε
στοχευμένα σημεία οργανικών ιστών. Σε σύγκριση με άλλες αντικαρκινικές θεραπείες, όπως
τη φωτοθερμική θεραπεία, τη χημειοθεραπεία και τη χειρουργική εκτομή, η PDT παρουσιάζει
λιγότερες παρενέργειες, όπως αμελητέα φωτο-τοξικότητα του δέρματος, μικρότερες
επεμβατικές διαδικασίες και μειωμένη λήψη φαρμάκων.
Οι φωτοευαισθητοποιητές (PSs) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην PDT, παράγοντας
κυτταροτοξικές δραστικές μορφές οξυγόνου (ROS), με στόχο την καταστροφή των
κυττάρων του καρκινικού όγκου, μέσω νέκρωσης και απόπτωσης, όταν εκτίθενται σε
ακτινοβολία κατάλληλου μήκους κύματος.
Οι πορφυρίνες και τα παράγωγά τους χρησιμοποιούνται ευρέως ως PSs στη φωτοδυναμική
θεραπεία. Ωστόσο, η μειωμένη διαλυτότητά τους στο νερό και ο σύντομος χρόνος παραμονής
στο αίμα, περιορίζουν σημαντικά τη χρήση τους στη φωτοδυναμική θεραπεία. Επομένως, είναι
αναγκαία η χρήση φορέων που θα ενισχύσουν την διαλυτότητά τους και την στόχευση των
επιθυμητών κυτταρικών ομάδων.
Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, πραγματοποιήθηκε σύνθεση των
πορφυρινών ΤCPP (tetra-meso carboxylphenyl porphyrin) και THPP (tetra-meso
hydroxylphenyl porphyrin), μέσω της μεθόδου Adler, ηλεκτροχημική σύνθεση τελειών
άνθρακα, καθώς και σύνθεση νανοσωματιδίων TiO2 με την μέθοδο sol-gel, ενώ τέλος,
πραγματοποιήθηκε, σύμφωνα με προηγούμενες επιστημονικές δουλειές, σύνθεση και
χαρακτηρισμός του υβριδικού νανοϋλικού (πορφυρίνη-CDs/πορφυρίνη-TiO2), μέσω τεχνικών
XRD, FT-IR και UV-Vis. Ακόμη, διεξήχθη μελέτη του μηχανισμού παραγωγής ROS, μέσω
πειραμάτων φωτοκατάλυσης, ρύπου ροδαμίνης 6G. Αποδείχθηκε πως τα σύμπλοκα
πορφυρινών με CDs/TiO2 βελτιώνουν την δράση φωτοκατάλυσης στο ορατό φάσμα ενώ
παράγουν ROS (Ο2
●-,●ΟΗ-) σύμφωνα με μηχανισμό παραγωγής τύπου I, που εξουδετερώνουν
τον ρύπο ροδαμίνης κατά 50-62%.
(EL)
Photodynamic therapy (PDT) is a promising method for cancer treatment, which involves
the generation of reactive oxygen species (ROS) at targeted sites in organic tissues. Compared
to other anticancer treatments, such as photothermal therapy, chemotherapy, and surgical
resection, PDT has fewer side effects, such as negligible skin phototoxicity, less invasive
procedures, and reduced drug intake.
Photosensitizers (PSs) play an important role in PDT, producing cytotoxic reactive oxygen
species (ROS), aiming to destroy tumor cells, through necrosis and apoptosis, when exposed to
appropriate wavelength radiation.
Porphyrins and their derivatives are widely used as PSs in photodynamic therapy. However,
their reduced solubility in water and the short time they stay in the blood significantly limit
their use in photodynamic therapy. Therefore, it is necessary to use carriers that will enhance
their solubility and the targeting of the desired cell groups.
In the context of this thesis, synthesis of the porphyrins TCPP (tetra-meso carboxylphenyl
porphyrin) and THPP (tetra-meso hydroxylphenyl porphyrin) was carried out, through the
Adler method, electrochemical synthesis of carbon quantum dots (CDs), as well as synthesis of
TiO2 nanoparticles by the sol-gel method , while finally, synthesis and characterization of the
hybrid nanomaterial (porphyrin-CDs/porphyrin-TiO2) was carried out ,based on previous
scientific studies, through XRD, FT-IR and UV-Vis techniques. Furthermore, a study of the
mechanism of ROS production, through photocatalysis experiments, of rhodamine pollutant 6G
was carried out. It was shown that porphyrin complexes with CDs/TiO2 improve the
photocatalytic activity in the visible spectrum while producing ROS (O2
●-, ●OH-) according to
a type I production mechanism, which neutralize rhodamine pollutant by 50-62%.
(EN)
National Technical University of Athens
