3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices

Development of biocompatible electronic interfaces and systems that can control drug release is a rapidly emerging multidisciplinary scientific niche. Various materials are used for bioelectronic applications, including inorganic electronic materials (e.g. metals and alloys) and organic electronic m...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Genedy, Hussein
Άλλοι συγγραφείς: Κλεπετσάνης, Παύλος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2020
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/13588
id nemertes-10889-13588
record_format dspace
spelling nemertes-10889-135882022-09-05T11:17:12Z 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices Genedy, Hussein Κλεπετσάνης, Παύλος Κλεπετσάνης, Παύλος Audrieux, Karine Roques, Caroline Drugs release Biocompatible interfaces 3D printing Bioelectronic polymers Αποδέσμευση φαρμάκων Βιοσυμβατές διεπιφάνειες Τρισδιάσταση εκτύπωση Βιοηλεκτρονικά πολυμερή Development of biocompatible electronic interfaces and systems that can control drug release is a rapidly emerging multidisciplinary scientific niche. Various materials are used for bioelectronic applications, including inorganic electronic materials (e.g. metals and alloys) and organic electronic materials (e.g. graphene, carbon nanotubes, and conducting polymers). We focused here on conducting polymers for biomedical applications and therapeutics. We report 3D printing of conductive polymeric materials in various dimensions and scales (mesoscale, microscale and nanoscale) to be applied as organic bioelectronic neural interfaces and stimuli responsive drug delivery devices. Conductive polymers were 3D printed onto a 3D material (Polydimethylsiloxane PDMS acting as a soft conformal interface) using two-photon polymerization (TPP) via a direct laser writing (DLW) instrument (Nanoscribe), paving the way for the administration of drugs from flexible organic electronic devices. The research was carried out using a polymer frequently used in bioelectronics (polypyrrole, PPy) because it has previously been reported to be non-immunogenic with no significant inflammation and with a positive biocompatibility profile with CNS parenchyma in vivo. This technology has the potential to be applied in therapeutic devices in the future as neural interfaces and implantable or topical drug delivery systems. Η ανάπτυξη βιοσυμβατών διεπιφανειών σε ηλεκτρονικά συστήματα τα οποία μπορούν να ελέγξουν την αποδέσμευση φαρμάκων αποτελεί μια ταχέως αναπτυσσόμενη διεπιστημονική έρευνα. Διάφορα υλικά χρησιμοποιούνται στα βιοηλεκτρονικές εφαρμογές, μεταξύ των οποίων ανόργανα ηλεκτρονικά υλικά (όπως μέταλλα και κράματα) και οργανικά ηλεκτρονικά υλικά (όπως γραφένιο, νανοσωλήνες άνθρακα και αγώγιμα πολυμερή). Η παρούσα εργασία εστίασε σε αγώγιμα πολυμερή για βιο-ιατρικές εφαρμογές στην θεραπευτική. Παρασκευάσθησαν με τρισδιάσταση εκτύπωση υλικά αγώγιμων πολυμερών σε διάφορες διαστάσεις και κλίμακες (μεσο-, μικρο- και νανο-κλίμακα) τα οποία στη συνέχεια μελετήθηκαν ως οργανικές βιοηλεκτρονικές ουδέτερες διεπιφάνειες για ανταποκρινόμενα σε ερεθίσματα συστήματα μεταφοράς φαρμάκων. Αγώγιμα πολυμερή εκτυπώθηκαν σε τρισδιάστατα υλικά (polydimethylsiloxane PDMS που ενεργεί ως μαλακή συμβατική διασύνδεση) χρησιμοποιώντας πολυμερισμό δύο-φωτονίων (TPP) μέσω συσκευής άμεσης εγγραφής με δέσμη laser (Nanoscrobe), ανοίγοντας τον δρόμο για την χορήγηση φαρμάκων από ευέλικτα οργανικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα συχνά χρησιμοποιούμενο στα βιοηλεκτρονικά πολυμερές το polypyrrole (PPy), επειδή έχει προηγουμένως αναφερθεί ότι είναι μη-ανοσογόνο με αμελητέα φλεγμονώδη δράση και θετική βιοσυμβατότητα ως προς το παρέγχυμα του ΚΝΣ, in-vivo. Η τεχνολογία αυτή έχει την δυνατότητα να εφαρμοσθεί σε θεραπευτικά συστήματα στο μέλλον για παραγωγή ουδέτερων επιφανειών σε εμφυτεύσιμα συστήματα, ή σε συστήματα τοπικής χορήγησης φαρμάκων. 2020-07-13T08:47:55Z 2020-07-13T08:47:55Z 2019-07-08 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13588 en 12 application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Drugs release
Biocompatible interfaces
3D printing
Bioelectronic polymers
Αποδέσμευση φαρμάκων
Βιοσυμβατές διεπιφάνειες
Τρισδιάσταση εκτύπωση
Βιοηλεκτρονικά πολυμερή
spellingShingle Drugs release
Biocompatible interfaces
3D printing
Bioelectronic polymers
Αποδέσμευση φαρμάκων
Βιοσυμβατές διεπιφάνειες
Τρισδιάσταση εκτύπωση
Βιοηλεκτρονικά πολυμερή
Genedy, Hussein
3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
description Development of biocompatible electronic interfaces and systems that can control drug release is a rapidly emerging multidisciplinary scientific niche. Various materials are used for bioelectronic applications, including inorganic electronic materials (e.g. metals and alloys) and organic electronic materials (e.g. graphene, carbon nanotubes, and conducting polymers). We focused here on conducting polymers for biomedical applications and therapeutics. We report 3D printing of conductive polymeric materials in various dimensions and scales (mesoscale, microscale and nanoscale) to be applied as organic bioelectronic neural interfaces and stimuli responsive drug delivery devices. Conductive polymers were 3D printed onto a 3D material (Polydimethylsiloxane PDMS acting as a soft conformal interface) using two-photon polymerization (TPP) via a direct laser writing (DLW) instrument (Nanoscribe), paving the way for the administration of drugs from flexible organic electronic devices. The research was carried out using a polymer frequently used in bioelectronics (polypyrrole, PPy) because it has previously been reported to be non-immunogenic with no significant inflammation and with a positive biocompatibility profile with CNS parenchyma in vivo. This technology has the potential to be applied in therapeutic devices in the future as neural interfaces and implantable or topical drug delivery systems.
author2 Κλεπετσάνης, Παύλος
author_facet Κλεπετσάνης, Παύλος
Genedy, Hussein
format Thesis
author Genedy, Hussein
author_sort Genedy, Hussein
title 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
title_short 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
title_full 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
title_fullStr 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
title_full_unstemmed 3D printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
title_sort 3d printing nano-resolution organic electronic drug delivery devices
publishDate 2020
url http://hdl.handle.net/10889/13588
work_keys_str_mv AT genedyhussein 3dprintingnanoresolutionorganicelectronicdrugdeliverydevices
_version_ 1771297196452347904