Generation, transport and molecular interactions of reactive species in plasma medicine

Datum: 26 september 2019

Locatie: Campus Drie Eiken, O.01 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 14.30 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Chemie

Promovendus: Jonas Van der Paal

Promotor: Annemie Bogaerts & Erik Neyts

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Jonas Van der Paal - Faculteit Wetenschappen, Departement Chemie



Abstract

Gedurende de afgelopen decennia is plasma-geneeskunde, een onderzoeksveld waarin koude atmosferische-druk plasma’s (CAPs) gebruikt worden voor medische toepassingen, sterk gegroeid. De toepassingen waar momenteel onderzoek naar wordt gedaan zijn zeer uitgebreid, waaronder bijvoorbeeld het gebruik van CAPs in de decontaminatie van wonden, het bevorderen van de transdermale toediening van geneesmiddelen of het gebruik als methode om kankercellen te bestrijden. In elk van deze toepassingsgebieden worden zeer veelbelovende resultaten behaald, gaande van in vitro tot in vivo studies, en zelfs de eerste klinische testen. De vraag naar meer fundamenteel onderzoek naar de onderliggende mechanismen blijft echter groot.

In de eerste hoofdstukken van deze thesis wordt de chemie in verschillende plasma bronnen, alsook in de effluent en in een vloeistofsubstraat bestudeerd aan de hand van chemische kinetische modellen. Vervolgens worden moleculaire dynamica (MD) simulaties gebruikt om de interacties tussen CAP-gegenereerde reactieve zuurstof en stikstofdeeltjes (RONS), en eleketrische velden, met biologisce substraten (cellulaire membranen of de huidlaag) te bestuderen. In het laatste hoofdstuk wordt vervolgens de permeatie van RONS en daaropvolgende intracellulaire DNA-schade bestudeerd aan de hand van experimenten met lipide vesikels. De resultaten van de hiervoor vermelde MD simulaties worden hierbij gebruikt om experimentele waarnemingen mede te verklaren.

Samengevat kan gesteld worden dat deze thesis dieper inzicht geeft in de vormingsmechanismen van biomedisch relevante reactieve deeltjes in verschillende bronnen die worden gebruikt in medische toepassingen van CAPs. Verder werden ook verschillende hypothesen ontwikkeld omtrent hoe deze deeltjes interageren met bepaalde biomoleculen, zowel in het gebruik van CAPs als anti-kanker therapie, alsook in het bevorderen van de transdermale opname van geneesmiddelen. Deze hypothesen kunnen gebruikt worden als mogelijke verklaringen voor bepaalde experimentele waarnemingen.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen