Η ταχεία ανάπτυξη των νανοτεχνολογικών εφαρμογών στη φαρμακευτική επιστήμη
έχει οδηγήσει στη δημιουργία προηγμένων πολυμερικών νανοσωματιδίων,
σχεδιασμένων να βελτιώνουν τη διαλυτότητα, τη σταθερότητα και τη στοχευμένη
χορήγηση δραστικών ουσιών. Τα νανοσωματιδιακά συστήματα ελεγχόμενης
απελευθέρωσης επιτρέπουν την προσαρμογή της φαρμακοκινητικής συμπεριφοράς
ενός φαρμάκου, ωστόσο η αποτελεσματικότητά τους εξαρτάται άμεσα από την
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το φάρμακο απελευθερώνεται υπό φυσιολογικές
συνθήκες. Για τον λόγο αυτό, η αξιόπιστη in vitro αξιολόγηση της απελευθέρωσης
αποτελεί αναγκαίο στάδιο πριν από την in vivo και κλινική διερεύνηση,
διασφαλίζοντας τη σωστή εκτίμηση της δοσολογίας, του μηχανισμού δράσης και της
συνολικής συμπεριφοράς των νανοφορέων.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη συστηματική βιβλιογραφική
ανασκόπηση και κριτική αξιολόγηση των πειραματικών διατάξεων in vitro
απελευθέρωσης
και
των αναλυτικών τεχνικών ποσοτικοποίησης που
χρησιμοποιούνται στη μελέτη νανοσωματιδιακών φορέων φαρμάκων. Οι πιο
συνηθισμένες in vitro διατάξεις που αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία
περιλαμβάνουν τη μέθοδο διαπίδυσης με σακουλάκι (dialysis bag), καθώς και τις
κλασικές προσεγγίσεις τύπου sample-and-separate, οι οποίες βασίζονται στον
διαχωρισμό του υπερκειμένου από τα νανοσωματίδια μέσω φυγοκέντρησης,
μαγνητικού διαχωρισμού ή υπερδιήθησης. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ανασκόπηση
ενδεικτικών δημοσιεύσεων, στις οποίες οι παραπάνω διατάξεις εφαρμόζονται σε
συνδυασμό με διαφορετικές τεχνικές ποσοτικοποίησης, όπως HPLC–UV, RP–HPLC,
LC–MS/MS, UV–Vis φασματοφωτομετρία και φθορισμομετρία, καθώς και με
σύγχρονες ηλεκτροχημικές τεχνικές, όπως η κυκλική βολταμμετρία (CV), η
διαφορική παλμική βολταμμετρία (DPV) και η βολταμμετρία τετραγωνικού παλμού
(SWV), οι οποίες επιτρέπουν την άμεση και δυναμική παρακολούθηση της
απελευθέρωσης ηλεκτρενεργών φαρμάκων.
Οι παραπάνω αναλυτικές προσεγγίσεις επιτρέπουν τη μελέτη της απελευθέρωσης
τόσο υδρόφιλων όσο και λιπόφιλων δραστικών ουσιών από πολυμερικές
νανοσωματιδιακές δομές. Επιπλέον, συζητείται η δυνατότητα εφαρμογής κινητικών μοντέλων, όπως τα Higuchi, Korsmeyer–Peppas και Weibull, τα οποία
χρησιμοποιούνται για την ποσοτική περιγραφή της κινητικής και του μηχανισμού
απελευθέρωσης, επιτρέποντας την ερμηνεία του τρόπου με τον οποίο το φάρμακο
μεταφέρεται από τον νανοφορέα στο μέσο απελευθέρωσης.
Τέλος, πραγματοποιείται συγκριτική αξιολόγηση όλων των παραπάνω μεθοδολογιών,
αναδεικνύοντας ότι ο κατάλληλος συνδυασμός πειραματικής διάταξης και
αναλυτικής τεχνικής ποσοτικοποίησης είναι καθοριστικός για την αξιόπιστη in vitro
εκτίμηση της συμπεριφοράς των νανοσυστημάτων. Η κατανόηση των δυνατοτήτων
και των περιορισμών κάθε τεχνικής συμβάλλει τόσο στη σωστή ερμηνεία των
πειραματικών αποτελεσμάτων όσο και στη μελλοντική συσχέτισή τους με in vivo
δεδομένα και κλινικές εφαρμογές.

The rapid development of nanotechnological applications in pharmaceutical science
has led to the design of advanced polymeric nanoparticles aimed at improving the
solubility, stability, and targeted delivery of active pharmaceutical ingredients.
Nanoparticle-based controlled drug delivery systems enable the modulation of a
drug’s pharmacokinetic behavior; however, their effectiveness strongly depends on a
thorough understanding of the drug release process under physiological conditions.
For this reason, reliable in vitro drug release evaluation constitutes a critical step prior
to in vivo and clinical investigations, ensuring accurate assessment of dosage, release
mechanisms, and overall carrier performance.
The present master’s thesis focuses on a systematic literature review and critical
evaluation of in vitro drug release experimental setups and analytical quantification
techniques applied to polymeric nanoparticle-based drug delivery systems. The most
commonly reported in vitro approaches in the literature include the dialysis bag
method and classical sample-and-separate techniques, which rely on the separation of
nanoparticles from the release medium via centrifugation, magnetic separation, or
ultrafiltration. A review of representative studies is presented, where these
experimental configurations are combined with various analytical techniques such as
HPLC–UV, RP–HPLC, LC–MS/MS, UV–Vis spectrophotometry, and fluorescence
spectroscopy, as well as with modern electrochemical techniques, including cyclicvoltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), and square-wave
voltammetry (SWV), which enable direct and dynamic monitoring of the release of
electroactive drugs.
These analytical approaches allow the investigation of the release behavior of both
hydrophilic and lipophilic active compounds from polymeric nanoparticle systems. In
addition, the applicability of kinetic models such as Higuchi, Korsmeyer–Peppas, and
Weibull is discussed, as they are widely used for the quantitative description of
release kinetics and mechanisms, providing insight into drug transport from the
nanocarrier to the release medium.
Finally, a comparative evaluation of the aforementioned methodologies is performed,
highlighting that the appropriate combination of experimental setup and analytical
technique is crucial for the reliable in vitro assessment of nanoparticle-based drug
delivery systems. Understanding the strengths and limitations of each method
contributes not only to the correct interpretation of experimental results but also to
their potential correlation with in vivo data and future clinical applications.