Selected nanomaterials for photodynamic therapy: preparation, characterization and mechanisms of action

Rozwój nauki oraz techniki przyczynił się do dynamicznego wzrostu nowego typu schorzeń patologicznych, bakteryjnych, wirusowych oraz grzybiczych, które z każdym rokiem dotykają coraz większą ilość osób. Istniejące i powszechnie stosowane metody ich zwalczania nie są wystarczające do zaspokojenia oczekiwań pacjentów, a dodatkowo ich skuteczność jest na niezadowalającym poziomie. W odpowiedzi na zapotrzebowanie stworzono innowacyjne metody leczenia oparte na procesach fotodynamicznych generujących reaktywne formy tlenu w celu niszczenia złośliwych tkanek. Największym wyzwaniem jednak pozostaje opracowanie bezpiecznych i bardzo wydajnych fotosensybilizatorów do stosowania klinicznego. Rozwiązaniem może okazać się wykorzystanie ostatnio bardzo prężnie rozwijanych nanomateriałów modyfikowanych powierzchniowo za pomocą barwników lub znanych i stosowanych fotosensybilizatorów. Poniższa praca skupia się na przedstawieniu kilku możliwych modyfikacji nanokrystalicznego tlenku tytanu(IV), które mogą znaleźć zastosowanie w terapiach fotodynamicznych. Badania opiewały wokół ich zsyntezowania, scharakteryzowania właściwości fotofizykochemicznych oraz detekcji mechanizmów generowania reaktywnych form tlenu, stosując do tego zakres widzialny światła. Stworzyło to podwaliny do możliwej dalszej ekspansji badań na układy biologiczne oraz testy in vitro oraz in vivo.The development of science and technology has contributed to the dynamic growth of new types of pathological, bacterial, viral and fungal diseases that affect more and more people every year. The existing and commonly used methods of their control are not sufficient to fulfil patients' expectations, and in addition, their effectiveness is at an unsatisfactory level. In response to the demand, innovative treatment methods based on photodynamic processes generating reactive oxygen species to destroy pathological tissues have been developed. However, the greatest challenge remains the development of safe and highly efficient photosensitizers for clinical use. A solution may be the use of recently very dynamically developed nanomaterials modified by surface dyes or known and used photosensitizers. The following work focuses on the presentation of several possible modifications of nanocrystalline titanium(IV) oxide, which may find application in photodynamic therapies. The research revolved around their synthesis, characterization of the photophysicochemical properties and detection of the mechanisms for generation of reactive oxygen species using the visible range of light. This opened the way for a possible further expansion of the research into biological systems and in vitro and in vivo testing