Φασματοσκοπική μελέτη μοριακής δομής των οστών - Ντόβολου, Ιουλία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ), 2015)
Στην παρούσα εργασία γίνεται χρήση της υπέρυθρης φασματοσκοπίας με μετασχηματισμό Fourier (Fourier Transform Infrared, FT-IR), σε συνδυασμό με την ανάλυση με Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης (Scanning Electron Microscope, SEM), για τη μελέτη της επίδρασης παθολογικών καταστάσεων στην μοριακή δομή και μορφολογία των οστών. Για τον σκοπό αυτό, λήφθηκαν δείγματα οστών από ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ολική αρθροπλαστική των κατ’ ισχίων για την θεραπεία οστεοαρθρίτιδας και οι οποίοι δεν έφεραν άλλη μεταβολική ασθένεια και ενός ασθενούς που υποβλήθηκε σε χειρουργική αποκατάσταση παθολογικών καταγμάτων οστών με μεταστατικό καρκίνο και αρχική εστία το ήπαρ. Για την μελέτη της μοριακής δομής των οστών και των επικείμενων βλαβών μελετήθηκαν τα υπέρυθρα φάσματα ενός υγιούς οστού, ενός υγιούς οστού το οποίο ακτινοβολήθηκε με δόση ακτινοβολίας 2Gy προερχόμενη από πηγή γ-60Co Gammachamber 4000A, και ενός καρκινικού οστού. Από την μελέτη των υπέρυθρων φασμάτων, στην περιοχή του φάσματος από 4000-400cm-1, διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν σημαντικές μεταβολές στις εντάσεις και τις συχνότητες των ταινιών απορρόφησης τόσο στο φάσμα του ακτινοβολημένου υγιούς οστού, όσο και στου καρκινικού οστού ως προς το υγιές. Οι μεταβολές αποδόθηκαν στις βλάβες της μοριακής δομής των οστών οι οποίες συνδέονται με μεταβολή της τεταρτοταγούς και δευτεροταγούς δομής των κολλαγονούχων πρωτεϊνών, αλλά και της δομής του υδροξυαπατίτη των οστών. Παρατηρήθηκε επίσης ότι τα φάσματα του ακτινοβολημένου και του καρκινικού οστού είχαν αρκετές ομοιότητες στη μεταβολή των ταινιών του φάσματος σε σχέση με το φάσμα του υγιούς οστού, αποδεικνύοντας ότι οι ελεύθερες ρίζες που παράγονται κατά το οξειδωτικό στρες συμβάλλουν στην ανάπτυξη της ασθένειας. Για την επιβεβαίωση των παραπάνω αποτελεσμάτων τα δείγματα εξετάσθηκαν και μέσω των εικόνων που προέκυψαν από το SEM, στις οποίες έγινε φανερή η μείωση της οστικής μάζας. Αυτό έρχεται σε συμφωνία και με βιβλιογραφικά δεδομένα, όπου αναφέρεται ότι ο καρκίνος ενισχύει την οστεοπόρωση. Από την σειρά των πειραμάτων διαπιστώθηκε ότι η υπέρυθρη φασματοσκοπία είναι μία τεχνική μη καταστρεπτική και μπορεί να δώσει πληροφορίες σχετικά με την πορεία μιας ασθένειας και την επίδρασή της στον οργανισμό. Τέλος, το πλέον σημαντικό είναι ότι διαπιστώθηκε φασματοσκοπικά ότι η ανάπτυξη της ασθένειας, σε κάποιο από τα στάδια της, οφείλεται στον μηχανισμό ελευθέρων ριζών που παράγονται ενδογενώς στον οργανισμό.