22.5.2025
Doktorsavhandling om utformandet av förstärkta hydrogeler lämpliga för småmolekylära läkemedel
M.Sc. (Pharmacy) Alaa Mahrans doktorsavhandling i farmaci framläggs till offentlig granskning vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter Mesoporous silica nanoparticles as a versatile drug delivery carrier for biologicals and small molecules.
Disputationen äger rum onsdagen den 28 maj 2025, kl. 13 i auditorium Argentum, Aurum, Henriksgatan 2, Åbo. Disputationen kan följas via videolänk. Opponent är professor Timo Laaksonen, Helsingfors universitet och kustos är professor Jessica Rosenholm, Åbo Akademi.
Sammanfattning
Hydrogeler är mycket anpassningsbara material som kan formas med hög precision med hjälp av 3D-utskrift baserad på halvfast extrudering. De behöver dock ofta förstärkning för att förbättra sina mekaniska egenskaper och funktionalitet. En vanlig strategi är att införliva nanopartiklar för att bilda nanokomposithydrogeler, vilket kombinerar fördelarna med både hydrogeler och nanopartiklar. Bland olika typer av nanopartiklar erbjuder mesoporösa kiselnanopartiklar (MSN) särskilt stor potential inom läkemedelsleverans tack vare deras justerbara partikel- och porstorlekar, stora yta och modifierbara ytkemi. Dessa egenskaper underlättar adsorbering och immobilisering av ett brett spektrum av terapeutiska substanser, inklusive små molekyler och biomakromolekyler.
Syftet med denna avhandling är att tillverka MSN-förstärkta naturligt härledda hydrogeler som är lämpliga för leverans och immobilisering av hydrofoba småmolekylära läkemedel samt biologiska proteiner. Dessutom undersöks interaktionerna vid tre centrala gränsytor inom MSN-baserade nanokompositer och deras inverkan på terapeutiska resultat: (1) mellan MSN och det inladdade innehållet, (2) mellan MSN och hydrogelmatrisen, samt (3) mellan MSN och celler odlade i matrisen.
Ytmodifiering med neutrala, positivt och negativt laddade grupper användes för att optimera inladdningskapacitet och för att utvärdera hur nettoladdningen påverkar proteinaktivitet, matrisens kompatibilitet och intracellulär leverans.
Det visade sig att olika ytmodifieringar spelade en avgörande roll i att kontrollera inladdningseffektivitet, frisättningskinetik och proteiners biologiska aktivitet. Även om motsatt laddade ytor uppvisade hög adsorptionskapacitet, kunde starka elektrostatiska interaktioner försämra den biologiska aktiviteten hos de inladdade proteinerna. Ytmodifierade MSN förbättrade dessutom den intracellulära leveransen av det hydrofoba läkemedlet jämfört med omodifierade MSN och ledde till förbättrade terapeutiska resultat i tillämpningar såsom vävnadsteknik och in vitro-tumörmodellering. Denna avhandling lägger grunden för en djupare förståelse av nano–bio-gränsytor och deras påverkan på den terapeutiska prestandan hos MSN-förstärkta hydrogelssystem, och erbjuder värdefulla insikter i utformningen av avancerade läkemedelsleveransplattformar
Alaa Mahran är född 1992 i Egypten. Hon kan vid behov nås per telefon +358 45 166 7220 eller e-post alaa.mahran@abo.fi.
Avhandlingen kan läsas i Åbo Akademis publikationsarkiv Doria.
Klicka här för pressbild på disputanden.
Anvisningar för att följa med disputationen på distans:
För att följa med disputationen behövs programvaran Zoom eller webbläsaren Google Chrome. Du behöver inte skapa ett Zoom-konto för att kunna följa med disputationen. Om du installerar appen deltar du genom att klicka på möteslänken varefter du bör tillåta att länken öppnas i Zoom-appen.