Πιο συγκεκριμένα στην εργασία αυτή επιχειρείται να τεκμηριωθεί ότι ο έρωτας είναι κυρίαρχο στοιχείο στη σκέψη του ποιητή και ότι η γυναικεία παρουσία παίζει καθοριστικό ρόλο στη ζωή του. Για αυτόν ακριβώς το λόγο οι έννοιες αυτές, (έρωτας και γυναίκα), μετουσιώνονται σε ποιητικό περιεχόμενο των ποιητικών συλλογών του Ορατίου. Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης θα εξετάσουμε ωδές μέσα από τις οποίες προκύπτει ότι ο έρωτας και η γυναίκα αποτελούν κεντρικά θέματα στην ποίηση του Λατίνου δημιουργού. Πράγματι οι ωδές με ερωτικά θέματα φαίνεται να κατέχουν ιδιαίτερη θέση στα βιβλία του. Ο ποιητής αναλαμβάνει να συνθέσει ερωτική ποίηση και δηλώνει πως δεν του ταιριάζει να υμνεί ηρωικές πράξεις αλλά μπορεί να θέτει συμποτικές και ερωτικές ωδές (In me tota ruens Venus / Cyprum deseruit nec patitur Scythas / et versis animosum equis / Parthum dicere nec quae nihil attinent (1.19.9-12) . Αποδέχεται ότι είναι ποιητής της ερωτικής ποίησης. Οι ρυθμοί της δική του λύρας είναι ελαφριοί και δεν συντονίζονται με τα υψηλά θέματά του. Η πένα του δεν είναι κατάλληλη για ηρωικά κατορθώματα. Εστιάζουμε το ενδιαφέρον μας σε ερωτικές ωδές μέσα από τις οποίες θεωρούμε ότι το δίπτυχο «έρωτας-γυναίκα» δεσπόζει στο λυρικό του έργο. / -

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση των μηχανισμών προσρόφησης των πρωτεϊνών και η μέτρηση των δυνάμεων απoκόλλησής τους από την επιφάνεια τεχνητών υλικών. Ως βασικό εργαλείο για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκε το Μικροσκόπιο Ατομικής Δύναμης (AFM), με το οποίο ελήφθησαν εικόνες από δείγματα μέσα σε υδατικό διάλυμα καθώς και καταγράφηκαν οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μορίων με επιφάνειες. Η πρωτεΐνη ινωδογόνο επιλέχθηκε για τη μελέτη εξαιτίας της σημασίας της για τη βιοσυμβατότητα των βιοϋλικών, καθώς ο πολυμερισμός της σε ινώδες είναι δυνατό να καταλήξει στο σχηματισμό θρόμβων. Ως υποστρώματα προσρόφησης χρησιμοποιήθηκαν η μίκα και το γυαλί λόγω της απαίτησης λείων επιφανειών για το AFM. Το πρώτο στάδιο της έρευνας περιελάμβανε την ποσοτικοποίηση της προσρόφησης μεμονωμένων μορίων ινωδογόνου πάνω σε επιφάνεια μίκας υπό μεταβλητές συνθήκες ιοντικής ισχύος και pH. Στόχος ήταν η κατανόηση του τρόπου, μέσω του οποίου η κατανομή των ηλεκτροστατικών φορτίων, τόσο στα πρωτεϊνικά μόρια όσο και στην επιφάνεια, επηρεάζει την αλληλεπίδρασή τους. Η μελέτη της προσρόφησης με μεμονωμένα πρωτεϊνικά μόρια, αντί του συνήθους συμπαγούς στρώματος, προτιμήθηκε για να αποφευχθεί η παρεμβολή των πλευρικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων στο τελικό αποτέλεσμα. Έτσι, οι εικόνες, οι οποίες ελήφθησαν με την τεχνική της ταλαντούμενης ακίδας σε φωσφορικό ρυθμιστικό διάλυμα και η στατιστική ανάλυση της επιφανειακής κάλυψης στις διάφορες συνθήκες διαλύματος έδειξαν ότι η ισορροπία των απωστικών ηλεκτροστατικών δυνάμεων και των δυνάμεων ενυδάτωσης με τις ελκτικές van der Waals καθορίζει την έκβαση της προσρόφησης από τα πρώτα στάδιά της, όταν δηλαδή την επιφάνεια προσεγγίζουν ανεξάρτητα πρωτεϊνικά μόρια. Περαιτέρω διερεύνηση του ρόλου της ιοντικής ισχύος και του pH στην αλληλεπίδραση ινωδογόνου‐επιφανειών επιχειρήθηκε με μέτρηση της δύναμης έλξης και αποκόλλησης ακίδων του AFM από δείγματα μίκας. Οι ακίδες είχαν προηγουμένως τροποποιηθεί με μικροσφαιρίδια, στην επιφάνεια των οποίων είχε προσδεθεί ομοιοπολικά, με κατάλληλη χημική διαδικασία, ένα στρώμα μορίων ινωδογόνου. Οι καμπύλες προσέγγισης‐απομάκρυνσης, οι οποίες περιγράφηκαν θεωρητικά με βάση το μοντέλο DLVO, απέδειξαν την ύπαρξη συσχέτισης ανάμεσα στις μετρούμενες δυνάμεις και το βαθμό προσρόφησης στις διάφορες συνθήκες. Ειδικότερα οι μετρήσεις σε pH 3.5 έδωσαν ισχυρές ενδείξεις για αλλαγές της μοριακής διάταξης του ινωδογόνου, οι οποίες μπορούν να συσχετιστούν με τις ενζυμικά καταλυόμενες αναδιατάξεις της δομής του κατά το σχηματισμό του ινώδους. Η τελευταία ομάδα των πειραμάτων επικεντρώθηκε στη μέτρηση της δύναμης αποκόλλησης μεμονωμένων μορίων ινωδογόνου από την επιφάνεια γυαλιού. Για το σκοπό αυτό η πρωτεΐνη προσδέθηκε ομοιοπολικά στις ακίδες του AFM μέσω αλυσίδων πολυαιθυλενικής γλυκόλης (PEG), αφού πρώτα εξετάστηκαν τρεις διαφορετικές τεχνικές επιφανειακής χημικής τροποποίησης (3‐ αμινοπροπυλο‐τριαιθοξυσιλάνιο, αιθανολαμίνη και 3‐αμινοπροπυλο‐διμεθυλ‐αιθοξυσιλάνιο). Ο εντοπισμός στο σύνολο των καμπύλων, που συλλέχθηκαν, εκείνων, οι οποίες αντιπροσωπεύουν αποκόλληση ενός μόνο πρωτεϊνικού μορίου, στηρίχθηκε στα χαρακτηριστικά των καμπύλων τάνυσης των ανεξάρτητων μορίων ινωδογόνου, οι οποίες και προσαρμόστηκαν από το μοντέλο “Worm‐Like Chain”. Η επεξεργασία των πειραματικών καμπύλων και ο προσδιορισμός της δύναμης αποκόλλησης σε κάθε μία έγινε με τη βοήθεια πρωτότυπου κώδικα στη Matlab. Οι μετρηθείσες δυνάμεις ομαδοποιήθηκαν με κριτήριο την ταχύτητα αποκόλλησης και εξετάστηκε κατά πόσο η θεωρία των Bell και Evans μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή της δυναμικής των δεσμών, οι οποίοι σχηματίζονται μεταξύ του ινωδογόνου και του υποστρώματος του γυαλιού. Τέλος, προτάθηκαν δύο θεωρήσεις για τη φυσική ερμηνεία των πειραματικών καμπύλων, οι οποίες παρουσίαζαν πολλαπλά συμβάντα αποκόλλησης, η θεώρηση της διαδοχικής διάσπασης δεσμών μιας μοναδικής πρωτεϊνικής αλυσίδας με το υπόστρωμα και η θεώρηση των παράλληλων μορίων. Συμπερασματικά η διατριβή αυτή παρουσιάζει ολοκληρωμένα τη χρήση του AFM για τη μελέτη, στο νανοεπίπεδο, της συμπεριφοράς ανεξάρτητων πρωτεϊνικών μορίων σε διεπιφάνειες. Η πρωτοτυπία της έγκειται στη μέτρηση της δύναμης αποκόλλησης μεμονωμένων μορίων ινωδογόνου από την επιφάνεια. Η επέκταση της τεχνικής αυτής σε χημικά τροποποιημένες και σαφώς χαρακτηρισμένες επιφάνειες καθώς και χρήση άλλων πρωτεϊνών μπορεί να φέρει την τεχνική αυτή κοντά σε ακριβέστερες εφαρμογές ελέγχου της βιοσυμβατότητας χρησιμοποιούμενων από την ιατρική υλικών. / The aim of this doctoral thesis was the study of the mechanisms of protein adsorption and the measurement of the detachment forces of proteins from surfaces. The experiments were conducted with the Atomic Force Microscope (AFM), with which images of adsorbed proteins were obtained in liquid and protein‐surface interaction forces were recorded. The study was focused on fibrinogen, a protein the behavior of which on biomaterial surfaces is critical for their biocompatibility assessment, since its polymerization into fibrin leads to the formation clots. Mica and glass were used as substrates for adsorption due to the restrictions imposed by AFM techniques for smooth surfaces. In the first set of experiments we tried to quantify the adsorption of single protein molecules on mica at different conditions of pH and ionic strength. The objective was to clarify the role of electrostatic charge distribution both on the surface and the molecules upon their interaction. Single protein molecules were studied instead of confluent monolayers in order to exclude the effect of lateral intermolecular interactions in the measurements. The images acquired with tapping mode in phosphate buffered saline and the statistical analysis of the surface coverage at the various conditions indicated that the balance between the repulsive electrostatic or hydration forces and the attractive van der Waals forces determines adsorption from its very early steps, when individual molecules approach the surface. To further investigate the pH and ionic strength effect in fibrinogen‐surface interaction, the force of attraction and detachment of colloid probes from mica surface was measured. The probes were constructed from silica microspheres attached to AFM cantilevers and were modified with a fibrinogen layer covalently bound to their surface. The approach‐retract curves, which were fitted by the DLVO model, proved that the measured interaction forces, can be correlated with the degree of adsorption at the various conditions. Particularly measurements at pH 3.5 offered evidence of fibrinogen conformational changes, which may be related to enzymically catalyzed restructurings during the formation of fibrin. The last set of experiments was focused on the measurement of the detachment force of single fibrinogen molecules from glass surfaces. For this purpose the protein was covalently bound to AFM tips, through polyethylene glycol linkers, after three different methods of surface chemical modification had been tested (3‐aminopropyl(triethoxysilane), ethanolamine, 3‐ aminopropyl(dimethylethoxysilane)). The experimental curves representing single molecule detachment were identified from the characteristic stretching curves of the protein chains which were fitted by the Worm‐Like Chain model. For the automatic processing of force data an algorithm was written in Matlab. Then the measured rupture forces were grouped according to the loading rate and an attempt was made to describe the dynamics of fibrinogen‐substrate bindings with the Bell‐Evans theory. Finally, two models were suggested for the physical interpretation of curves with multiple rupture events. The first refers to successive ruptures of multiple connections of a single fibrinogen molecule with the substrate, while the second to parallel molecules stretched between the tip and the substrate. In conclusion this thesis demonstrated in detail the use of AFM for the study, at the nanoscale, of protein molecules at interfaces. An important novelty was the measurement of the rupture force of single protein molecules from surfaces. Extension of the tested techniques to chemically modified and well‐characterized surfaces as well as to different proteins can be applied for the accurate prediction of realistic biomaterial biocompatibility.

The social welfare of an economy is maximized when the various economic industries operate under conditions of perfect competition. According to the industrial organization, any deviation from perfect competition leads to several losses for the economy and more generally for the society. The investigation of the degree of market power, which comprises the basic objective of the present dissertation, is vital for the proper functioning of the economy. Therefore, the present study tests for the degree of market power and the market power determinants in the twenty-one sectors of the Greek manufacturing industry over the period 1983-2007. The degree of market power is also assessed in the nine sectors of the Greek food and beverages manufacturing industry for the period 1983-2007. Moreover, this study investigates the markup and the markup determinants for the twenty-one sectors of the Greek manufacturing industry as well as for the nine sectors of the Greek food and beverages manufacturing industry over the period 1984-2007. Furthermore, the present study estimates the welfare losses in the event of the existence of oligopoly power. In addition, the technical efficiency and its determinants are investigated for the twenty-one sectors of the Greek manufacturing industry as well as for the nine sectors of the Greek food and beverages manufacturing industry during the period 1984-2007. Three different approaches based on the “new empirical industrial organization” (NEIO) were used with the view to measuring the degree of market power and evaluating the competitive conditions. The first approach is the conjectural variation approach, which provides estimates regarding the actual degree of market power. The second approach is the Hall-Roeger approach and it investigates the market structure and more specifically the markup. The third approach developed comprises an extension of the Hal-Roeger approach and offers contemporaneous estimates about the degree of market power and the markup. Moreover, the welfare losses were estimated using a formal model of oligopoly. The technical efficiency was measured following the “data envelopment analysis” (DEA), while its sources were determined based on the Simar and Wilson’s Algorithm 1. A very important issue in the present study is the application of the bootstrap technique to the empirical estimations. That is why the application of the bootstrapping can lead to an accurate estimation of the sampling distribution without any assumptions on the distribution of the population from which the sample was taken so that the results of the empirical estimates can be accurate, robust and reliable. The empirical results indicate the presence of some degree of market power and markup in all sectors of the Greek manufacturing industry as well as those of the Greek food and beverages manufacturing industry over the period 1983-2007. In other words, the findings imply that both the manufacturing industry as well as the food and beverages industry operated under conditions of imperfect competition implying the existence of welfare losses. Furthermore, the results indicate that in the case of the Greek manufacturing industry, among the factors determining the market power and the markup at the sectoral level are the number of firms, the labor intensity and the sector size, while the determinants of market power and markup, over time, are the number of firms, the labor intensity and the growth. In the case of the Greek food and beverages manufacturing industry, the results suggest that among the determinants of the markup are the number of firms, the capital intensity and the sector size. More specifically, the empirical results imply that the degree of market power and the markup are negatively related to the variables of the number of firms and the labor intensity. In other words, the higher the number of firms, the lower the degree of market power and markup. Also, the sectors which are more labor-intensive have a lower degree of market power and markup. Additionally, the findings support that the degree of market power and the markup are related positively to the variables of the sector size, the growth and the capital intensity. In particular, the bigger the size of a sector the higher the degree of market power and markup. Also, the growth leads to a higher level of market power and markup. Furthermore, the sectors which are more capital-intensive have a higher markup. Moreover, the empirical results indicate that, on average, all sectors of the Greek manufacture as well as those of the food and beverages industry are technically inefficient over the period 1984-2007. Note that, in the case of the Greek manufacturing industry, the technical efficiency tends to increase over the period 1984-2007, whereas in the case of the Greek food and beverages manufacturing industry, the technical efficiency tends to decrease over the same period, i.e. 1984-2007. Also, the findings of the present dissertation imply that among the factors affecting technical efficiency for both the Greek manufacture and the food and beverages industry are the sector size, the growth, the capital and labor productivity and the labor intensity. More specifically, the empirical results indicate that the variables of sector size, growth, capital and labor productivity and labor intensity can positively influence the level of technical efficiency. In other words, the bigger the sector the higher the level of technical efficiency. Also, the growth improves the technical efficiency of a sector. Moreover, an increase in the capital productivity or/and in the labor productivity can lead to a higher level of technical efficiency. In addition to that, an increase of the labor intensity can result in the technical efficiency increase. / Η κοινωνική ευημερία μιας οικονομίας μεγιστοποιείται όταν οι διάφοροι κλάδοι που την απαρτίζουν λειτουργούν ανταγωνιστικά. Σύμφωνα με τη βιομηχανική οργάνωση, οποιαδήποτε απόκλιση από τον τέλειο ανταγωνισμό οδηγεί σε διάφορες απώλειες για την εν λόγω οικονομία, οι οποίες βέβαια επιφέρουν και ποικίλες κοινωνικές επιπτώσεις. Η εξέταση του βαθμού δύναμης της αγοράς (market power), η οποία αποτελεί τον βασικό στόχο της παρούσας διατριβής, είναι ζωτικής σημασίας για την σωστή λειτουργία της οικονομίας. Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής πραγματοποιείται μία προσπάθεια εκτίμησης του βαθμού δύναμης της αγοράς (market power) και των προσδιοριστικών της παραγόντων για είκοσι-ένα (21) κλάδους της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας χρησιμοποιώντας στοιχεία της περιόδου 1983-2007. Επιπλέον, στόχος της εργασίας αυτής είναι ο υπολογισμός του βαθμού δύναμης της αγοράς (market power) των εννέα (9) κλάδων της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών κατά τη διάρκεια της περιόδου 1983-2007. Επίσης, υπολογίζεται το περιθώριο κέρδους (markup) και οι προσδιοριστικοί του παράγοντες για τους είκοσι-ένα κλάδους της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας και τους εννέα κλάδους της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών κατά τη διάρκεια της περιόδου 1984-2007, καθώς και οι απώλειες ευημερίας σε περίπτωση ύπαρξης ολιγοπωλιακής δύναμης στους εν λόγω κλάδους. Τέλος, στο πλαίσιο της εργασίας αυτής γίνεται υπολογισμός του επιπέδου τεχνικής αποτελεσματικότητας καθώς και των προσδιοριστικών παραγόντων της τεχνικής αποτελεσματικότητας για τους είκοσι-ένα κλάδους της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας και τους εννέα κλάδους της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών κατά τη διάρκεια της περιόδου 1984-2007. Τρεις διαφορετικές προσεγγίσεις, που βασίζονται στην μεθοδολογία της «νέας εμπειρικής βιομηχανικής οργάνωσης», χρησιμοποιούνται για την μέτρηση του βαθμού δύναμης της αγοράς (market power) και την εξέταση των συνθηκών ανταγωνισμού γενικότερα. Η πρώτη, αφορά την προσέγγιση της «εικαζόμενης μεταβλητότητας» και παρέχει εκτιμήσεις σχετικά με τον ακριβή βαθμό δύναμης της αγοράς (market power). Η δεύτερη, βασίζεται στην προσέγγιση των Hall-Roeger και εξετάζει τη δομή της αγοράς και πιο συγκεκριμένα το περιθώριο κέρδους (markup). Η τρίτη προσέγγιση που αναπτύσσεται αποτελεί μια επέκταση της προσέγγισης των Hal-Roeger και παρέχει ταυτόχρονες εκτιμήσεις σχετικά με το βαθμό δύναμης της αγοράς και το περιθώριο κέρδους. Μέσω της παρούσας εργασίας, επίσης, γίνεται προσπάθεια εκτίμησης των απωλειών ευημερίας χρησιμοποιώντας ένα τυπικό μοντέλο ολιγοπωλίου. Επιπλέον, μετράται η τεχνική αποτελεσματικότητα ακολουθώντας την τεχνική της «περιβάλλουσας ανάλυσης δεδομένων» (data envelopment analysis or DEA), ενώ οι παράγοντες που την επηρεάζουν προσδιορίζονται βάσει του Αλγορίθμου 1 των Simar and Wilson. Ένα πολύ σημαντικό σημείο αυτής της διατριβής αποτελεί η εφαρμογή της μεθόδου «bootstrap» στις εμπειρικές εκτιμήσεις. Το παραπάνω παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, γιατί η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου μπορεί να οδηγήσει στην ακριβή εκτίμηση της δειγματικής κατανομής χωρίς καμία υπόθεση για την κατανομή του πληθυσμού από τον οποίο λαμβάνεται το δείγμα ούτως ώστε τα αποτελέσματα των εμπειρικών εκτιμήσεων να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστα. Τα εμπειρικά αποτελέσματα αναδεικνύουν τόσο την παρουσία κάποιου βαθμού δύναμης της αγοράς όσο κι ενός περιθωρίου κέρδους σε όλους τους κλάδους της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας και της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών κατά την διάρκεια της περιόδου 1983-2007. Γενικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι και η μεταποιητική βιομηχανία και η βιομηχανία τροφίμων και ποτών λειτουργούν υπό συνθήκες ατελούς ανταγωνισμού έχοντας ως συνέπεια την ύπαρξη απωλειών ευημερίας για τους εν λόγω κλάδους. Επιπλέον, στην περίπτωση της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας, ανάμεσα στους παράγοντες που επηρεάζουν τη δύναμη της αγοράς και το περιθώριο κέρδους σε επίπεδο κλάδου είναι ο αριθμός των επιχειρήσεων, η μεταβλητή εντάσεως εργασίας και το μέγεθος του κλάδου, ενώ ανάμεσα στους προσδιοριστικούς παράγοντες της δύναμης της αγοράς και του περιθωρίου κέρδους διαχρονικά συγκαταλέγονται ο αριθμός των επιχειρήσεων, η μεταβλητή εντάσεως εργασίας και η ανάπτυξη. Στην περίπτωση της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών τα εμπειρικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ανάμεσα στους προσδιοριστικούς παράγοντες του περιθωρίου κέρδους είναι ο αριθμός των επιχειρήσεων, η μεταβλητή εντάσεως κεφαλαίου και το μέγεθος του κλάδου. Πιο συγκεκριμένα, τα εμπειρικά αποτελέσματα φανερώνουν ότι ο βαθμός δύναμης της αγοράς και το περιθώριο κέρδους είναι μεγέθη αντιστρόφως ανάλογα του αριθμού των επιχειρήσεων και της μεταβλητής εντάσεως εργασίας. Κατά συνέπεια, όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των επιχειρήσεων σε ένα κλάδο, τόσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός δύναμης της αγοράς και το περιθώριο κέρδους. Επίσης, οι κλάδοι που είναι περισσότερο εντάσεως εργασίας έχουν χαμηλότερο βαθμό δύναμης της αγοράς και περιθώριο κέρδους. Ένα επιπρόσθετο συμπέρασμα που εξάγεται μέσα από τη μελέτη και την ερμηνεία των εμπειρικών αποτελεσμάτων είναι ότι ο βαθμός δύναμης της αγοράς και το περιθώριο κέρδους σχετίζονται θετικά με το μέγεθος του κλάδου, την ανάπτυξη και τη μεταβλητή εντάσεως κεφαλαίου. Πιο συγκεκριμένα, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του κλάδου, τόσο μεγαλύτερα είναι η δύναμη της αγοράς και το περιθώριο κέρδους. Επίσης, χρήσιμο συμπέρασμα της ερμηνείας των εμπειρικών αποτελεσμάτων είναι το ότι η ανάπτυξη φαίνεται να οδηγεί σε υψηλότερο επίπεδο δύναμης της αγοράς και περιθώριο κέρδους. Ακόμα, οι κλάδοι που είναι περισσότερο εντάσεως κεφαλαίου εμφανίζονται να έχουν υψηλότερο περιθώριο κέρδους. Σε ό,τι αφορά την παράμετρο της τεχνικής αποτελεσματικότητας τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής δείχνουν ότι - κατά μέσο όρο - όλοι οι κλάδοι της ελληνικής μεταποίησης και της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών είναι τεχνικά αναποτελεσματικοί κατά τη διάρκεια της περιόδου 1984-2007. Ωστόσο, στην περίπτωση της ελληνικής μεταποιητικής βιομηχανίας, και για την προαναφερθείσα χρονική περίοδο, η συγκεκριμένη παράμετρος παρουσιάζει μία πτωτική τάση, ενώ στην περίπτωση της ελληνικής βιομηχανίας τροφίμων και ποτών η τάση αυτή είναι αυξητική. Επιπλέον, η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρούσας εργασίας φανερώνει ότι, τόσο για την ελληνική μεταποίηση όσο και τη βιομηχανία τροφίμων και ποτών, ανάμεσα στους παράγοντες που επηρεάζουν την τεχνική αποτελεσματικότητα είναι το μέγεθος του κλάδου, η ανάπτυξη, η παραγωγικότητα του κεφαλαίου και της εργασίας καθώς και η μεταβλητή εντάσεως εργασίας. Πιο συγκεκριμένα, μπορεί μέσω των αποτελεσμάτων να υποστηριχθεί ότι οι προαναφερθείσες μεταβλητές - το μέγεθος του κλάδου, η ανάπτυξη, η παραγωγικότητα του κεφαλαίου και της εργασίας και η μεταβλητή εντάσεως εργασίας - επηρεάζουν θετικά την τεχνική αποτελεσματικότητα. Με άλλα λόγια, μια αύξηση στο μέγεθος ενός κλάδου θα οδηγήσει σε υψηλότερο επίπεδο τεχνικής αποτελεσματικότητας. Επίσης, η ανάπτυξη βελτιώνει την τεχνική αποτελεσματικότητα ενός κλάδου. Επιπρόσθετα, μια αύξηση της παραγωγικότητας του κεφαλαίου ή/και της εργασίας μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερα επίπεδα τεχνικής αποτελεσματικότητας. Τέλος, μια αύξηση της μεταβλητής εντάσεως εργασίας μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της τεχνικής αποτελεσματικότητας.

Στην ιστοτεχνολογία (tissue engineering – TE), η ικανότητα των ικριωμάτων (scaffolds) να διατηρούν συμβατή μηχανική και βιολογική συμπεριφορά με τους περιβάλλοντες ιστούς και όργανα, αλλά και να διευκολύνουν την προσκόλληση κυττάρων του ξενιστή στην επιφάνεια και την τρισδιάστατη δομή τους κρίνεται ως υψίστης σημασίας για την επιθυμητή εκδήλωση αναγεννητικής αντίδρασης των κυττάρων in vivo. Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η δημιουργία και ο χαρακτηρισμός ακυτταροποιημένης εξωκυττάριας μήτρας από μαλακούς ιστούς ζωικής προέλευσης, με στόχο τη δημιουργία ικριώματος με επιθυμητές μηχανικές και βιολογικές ιδιότητες για εφαρμογές στην ιστοτεχνολογία. Στην εργασία αυτή επιλέχθηκε ως υλικό της μελέτης ο βόειος περικαρδιακός ιστός, λόγω της ευρείας πολύχρονης χρήσης του ως βιοϋλικό σε μοσχεύματα. Εφαρμόστηκαν δύο διαφορετικά πρωτόκολλα για την ακυτταροποίηση του ιστού, χρησιμοποιώντας στο πρώτο Triton Χ-100, SDS και deoxycholic acid (12 ώρες, 4°C - Triton) και στο δεύτερο Trypsin/EDTA με RNAse/DNAse (48 ώρες, 37°C – Trypsin). Η ιστολογική εξέταση επιβεβαίωσε την ολική αφαίρεση των κυττάρων. Τα αποτελέσματα των εμβιομηχανικών δοκιμών δεν έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των μηχανικών ιδιοτήτων των μη κατεργασμένων ιστών και των ακυτταροποιημένων περικαρδιακών ιστών με Triton στην οριζόντια και κάθετη διεύθυνση προς τον οβελιαίο άξονα της καρδιάς σε αντίθεση με τη μείωση του χαμηλού μέτρου ελαστικότητας (φάση ελαστίνης) και του υψηλού μέτρου ελαστικότητας (φάση κολλαγόνου) μετά την κατεργασία των υλικών με Trypsin, και στις δύο κατευθύνσεις. Η βιοχημική ανάλυση επαλήθευσε την άμεση σχέση μεταξύ των μηχανικών βισκοελαστικών ιδιοτήτων των μαλακών ιστών με τα συστατικά (GAGs και κολλαγόνο) του ιστού και την εσωτερική διαμόρφωση τους. Τα αποτελέσματα των μη επεξεργασμένων και των επεξεργασμένων ιστών με τα παραπάνω διαλύματα, έδειξαν ότι το διάλυμα του Triton προκαλεί ήπια κατεργασία, με ελαχιστοποίηση των δομικών μεταβολών της εξωκυττάριας μήτρας, όπως η σταθερή σύσταση των γλυκοζαμινογλυκανών (GAGs) και η περιεκτικότητα των ιστών σε κολλαγόνο. Αυτό δεν επιτεύχθηκε με την χρήση διαλύματος Trypsin, όπου παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των GAGs, τόσο στη συγκέντρωση της θειϊκής χονδροϊτίνης / δερματάνης όσο και στο υαλουρονικό. Για την αξιολόγηση της κυτταροσυμβατότητας αορτικά βόεια ενδοθηλιακά κύτταρα καλλιεργήθηκαν στα ακυτταροποιημένα υλικά. Η επιθηλιοποίησή τους επετεύχθη από 24 ώρες μέχρι και 4 μέρες. Προσδιορίστηκε επίσης η δύναμη προσκόλλησης των κυττάρων μετά από 4 μέρες καλλιέργειας στους ακυτταροποιημένους περικαρδιακούς ιστούς με την εφαρμογή διατμητικών τάσεων μέσω ροϊκού πεδίου, με χρήση κατάλληλης μηχανής περιστροφής των δειγμάτων σε ακινητοποιημένο υγρό. Τα αποτελέσματα έδειξαν εξάπλωση και πολλαπλασιασμό των κυττάρων στην επιφάνεια των βιοϋλικών, ενώ παρατηρήθηκε καλή συγκέντρωση κυττάρων (> 60%) στην κλίμακα των φυσιολογικών διατμητικών τάσεων. Συμπερασματικά, η ακυτταροποίηση του βόειου περικαρδιακού ιστού για μεγάλη χρονική διάρκεια στους 37°C (Trypsin) φάνηκε να μεταβάλλει την εμβιομηχανική συμπεριφορά και τη δομική ακεραιότητα του ιστού, η οποία, αντίθετα, διατηρείται σε φυσιολογική κατάσταση μετά από κατεργασία σε χαμηλή θερμοκρασία και σε σύντομο χρόνο (Triton). Επιπλέον, και τα δύο πρωτόκολλα είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία βιοϋλικού συμβατού με τα ενδοθηλιακά κύτταρα κατά την επαφή τους με την επιφάνειά τους. / In TE scaffolding, the ability of scaffolds to preserve proper mechanical and biological function and compatibility with the surrounding tissues and organs, as well to enhance host cells to adhere with scaffold material in their surface and 3D structure is of paramount importance for potential regenerative cell response in vivo. The aim of the present thesis is to produce and characterise a decellularized extracellular matrix derived from animal soft tissues, scoping to a scaffold capable of exhibiting the mechanical and biological properties desired for tissue engineering (TE) applications. For this work bovine pericardial tissue was selected, due to its broad use as a biomaterial in different implant technologies for decades. Two different protocols for the decellularization of bovine pericardial tissue were developed incorporating Triton® X–100, SDS and deoxycholic acid (12 h, 4°C) in solution 1 (Triton) and trypsin/EDTA with RNAse/DNase at 37°C for 48 h in solution 2 (Trypsin). Histological analysis confirmed total absence of cells after both treatments. The results of the biomechanical tests showed no mechanical differences demonstrated between the fresh and decellularized pericardial tissues by Triton solution in both, apex to base and transverse anatomical directions, contrary to a significant decrease of the low elastic modulus (elastin phase) and high elastic modulus (collagen phase) demonstrated after trypsin solution treatment in both directions. Biochemical analysis verified the direct relationship between mechanical viscoelastic properties of soft tissues with the constituent tissue components (GAGs and collagen content) and their internal arrangement. The comparison of the results from untreated and that from treated tissues suggested that the Triton decellularization method seemed to be a very mild treatment, as the glycozaminoglycans (GAGs) composition remained constant, as well as the collagen content. This was not achieved with the decellularization using Trypsin, where a significant reduction of GAGs, both chondroitin/dermatan sulphate and hyaluronan, was found. Aortic bovine endothelial cell seeding was used for estimation of its biomaterials’ cytocompatibility. Endothelialization achieved after 24hrs to 4 days periods. The adhesion strength of cells, cultured for 4 days on decellularized bovine pericardial tissues, was also determined. By applying a radially increasing shear stress field on rotating material samples within a stationary fluid mesh using a spinning disc device, we determined the shear stress necessary to detach the cells from the sfafolds’ surface. Fine cell spreading and proliferation on biomaterials’ surface and good surface cell density (>60%) at physiological shear stress scale were observed and measured. In conclusion, decellularization of bovine pericardial tissues under long time duration in 37°C (Trypsin) seems to alter its biomechanical behaviour and structural integrity, which, in contrast, was retained under low temperature short duration treatment (Triton). Additionally, both protocols resulted in a cytocompatible biomaterial, regarding its surface interactions with endothelial cells.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής, ήταν η διερεύνηση της διεπιφάνειας ανθρώπινων μεσεγχυματικών κυττάρων (Human Mesenchymal Stem Cells, hMSCs) -Νανοσωλήνων Άνθρακα Πολλαπλού Τοιχώματος (Multi Walled Carbon Nanotubes, MWCNTs) υπό στατικές και δυναμικές συνθήκες. Οι MWCNTs έχει αποδειχθεί ότι, έχουν μοναδικές ηλεκτρικές και φυσικές ιδιότητες, μηχανική αντοχή και χαμηλή πυκνότητα, χαρακτηριστικά που τους καθιστούν εξαιρετικά ελκυστικούς για το σχεδιασμό βιοϋλικών για ορθοπαιδικές εφαρμογές. Αρχικά, μελετήθηκε η βιοσυμβατότητα των hMSCs σε επιφάνειες MWCNTs, ως προς την κυτταροτοξικότητα, τη μορφολογία, τον πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση και την οργάνωση του κυτταροσκελετού. Το υπόστρωμα των MWCNTs ευνόησε την εξάπλωση των κυττάρων, προήγαγε τον πολλαπλασιασμό και προώθησε τη διαφοροποίηση των hMSCs σε οστεοβλάστες, όπως έδειξε η έκφραση αλκαλικής φωσφατάσης, οστεοποντίνης και οστεοκαλσίνης. Μελετήθηκε η γονιδιακή έκφραση των ιντεγκρινικών υποδοχέων, υπεύθυνων για την προσκόλληση των κυττάρων στους MWCNTs. Με την τεχνική του περιστρεφόμενου δίσκου, εκτιμήθηκε η δύναμη προσκόλλησης των hMSCs στους MWCNTs και η επίδραση της κάθε ιντεγκρίνης στη μεταβολή της δύναμης προσκόλλησης. Για τη διερεύνηση της απόκρισης των οστεοβλαστών στη μηχανική φόρτιση, τα προσκολλημένα κύτταρα στους MWCNTs καταπονήθηκαν για 3 και 24 ώρες, με σύστημα μηχανικής φόρτισης βασισμένο στην Αρχή Κάμψης Τεσσάρων Σημείων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, η φόρτιση επηρεάζει θετικά την έκφραση γονιδίων προσκόλλησης και δεικτών διαφοροποίησης. Επιπρόσθετα, μελετήθηκε η συμπεριφορά των hMSCs ως προς την κυτταροτοξικότητα, τον πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση, την οργάνωση του κυτταροσκελετού και την έκφραση γονιδίων προσκόλλησης, σε τροποποιημένες επιφάνειες MWCNTs με υδροξυλομάδες, καρβοξυλομάδες και αμινομάδες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, η αμινοτροποποιημένη επιφάνεια ευνόησε σημαντικά την κυτταρική συμπεριφορά σε σύγκριση με τις άλλες δύο επιφάνειες. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση της τοπογραφίας με χρήση κάθετα ευθυγραμμισμένων MWCNTs, σε σύγκριση με τυχαία προσανατολισμένους MWCNTs. Η απόκριση των hMSCs στους κάθετα ευθυγραμμισμένους MWCNTs ήταν καλύτερη σε σύγκριση με τους τυχαία προσανατολισμένους, τόσο ως προς τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση, όσο και ως προς την οργάνωση του κυτταροσκελετού. Τα αποτελέσματα της διατριβής είναι υποσχόμενα για το μελλοντικό σχεδιασμό βιοϋλικών με MWCNTs, με τελικό σκοπό την εφαρμογή σε θεραπείες στις οποίες απαιτείται ανακατασκευή του οστού. / The aim of the present study was the investigation of the interface of human Mesenchymal Stem Cells (hMSCs) – Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNTs), under static and dynamic conditions. MWCNTs have been proven to obtain unique electric and physical properties, mechanical strength and low density, which render them highly attractive for the design of biomaterials for orthopaedic applications. Firstly, the biocompatibility of MWCNTs was studied, in terms of hMSCs cytotoxicity, morphology, proliferation, differentiation, cytoskeleton organization and toxicity. The substrate of MWCNTs favored cell spreading, increased proliferation and promoted cell differentiation, as measured by the expression of alkaline phosphatase, osteopontin and osteocalcin. The gene expression of integrin receptors responsible for cell attachment on MWCNTs was studied. Using the Spinning Disc Technique, the attachment strength of hMSCs on MWCNTs was evaluated, as well as the impact of each integrin to the alteration of attachment strength. In order to investigate the cell response to mechanical loading, the attached cells on MWCNTs were stressed for 3 and 24 hours, using a system for mechanical loading based on the 4-point bending principle. Results showed that loading positively induces the expression of genes associated with attachment and differentiation markers. Additionally, the cell behavior concerning proliferation, differentiation, cytoskeleton organization, apoptosis and gene expression associated with attachment, was studied on MWCNTs after surface modification with hydroxyl-, carboxyl-, and amino- groups. The findings indicated that the amino- modified surface significantly favored the cell behavior, compared to the other two surfaces. Lastly, the topography effect was studied using vertically aligned MWCNTs. Cell response was found better on the vertically compared to the randomly oriented, in terms of proliferation, differentiation and cytoskeleton organization. The findings of the study are promising for the future design of biomaterials of MWCNTs, aiming for application in therapies where bone reconstruction is demanded.