Molecular simulation study of the encapsulation and mobility of essential oil components in silica nanopores

Η αυξανόμενη αδυναμία της σύγχρονης κοινωνίας να αντιμετωπίσει το φαινόμενο της αντιμικροβιακής αντίστασης, καθώς και να περιορίσει την εξάπλωση νέων ιών (π.χ. SARS-CoV-2), καθιστά αναγκαία την ανάπτυξη εναλλακτικών θεραπευτικών στρατηγικών. Στο πλαίσιο αυτό, τα συστήματα που βασίζονται στην ενθυλάκωση δραστικών ενώσεων αναδεικνύονται ως ιδιαίτερα υποσχόμενες προσεγγίσεις. 

Μεταξύ αυτών, τα νανοσωματίδια μεσοπορώδους σίλικας θεωρούνται μία από τις πλέον αποτελεσματικές πλατφόρμες στοχευμένης χορήγησης αντιμικροβιακών παραγόντων, λόγω της εύκολης σύνθεσής τους, της βιοσυμβατότητας και της σταθερότητάς τους. Η ενθυλάκωσή αντιμικροβιακών ουσιών φυσικής προέλευσης, όπως τα συστατικά αιθέριων ελαίων, στους πόρους των νανοσωματιδίων μπορεί να βελτιώσει τη σταθερότητα και τη διαλυτότητά τους, ενώ παράλληλα περιορίζει την ταχεία εξάτμιση και αποικοδόμησή τους, συμβάλλοντας έτσι στην ελεγχόμενη απελευθέρωσή τους.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, ο/η φοιτητής/τρια θα επικεντρωθεί στη μελέτη της ενθυλάκωσης συστατικών αιθέριων ελαίων σε πόρους σίλικας. Αρχικά, θα πραγματοποιηθεί ο σχεδιασμός μοντέλων πόρων σίλικας, και στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθούν ατομιστικές προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής (all-atom molecular dynamics simulations, MD) για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς των μορίων στο εσωτερικό των πόρων. Η μελέτη θα επικεντρωθεί στον υπολογισμό ιδιοτήτων όπως η διαχυτότητα και η κινητικότητα των μορίων, στην κατανομή τους εντός των πόρων και στις αλληλοεπιδράσεις που αναπτύσσονται, με τελικό σκοπό την εξοικείωση του/της φοιτητή/τριας με υπολογιστικά εργαλεία και μεθοδολογίες προσομοιώσεων που χρησιμοποιούνται στην ερευνητική ομάδα.