Αντικείμενο της παρούσας διατριβής, ήταν η διερεύνηση της διεπιφάνειαςανθρώπινων 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 χαμηλήπυκνότητα, χαρακτηριστικά που τους καθιστούν εξαιρετικά ελκυστικούς για τοσχεδιασμό βιοϋλικών για ορθοπαιδικές εφαρμογές.Αρχικά, μελετήθηκε η βιοσυμβατότητα των hMSCs σε επιφάνειες MWCNTs, ωςπρος την κυτταροτοξικότητα, τη μορφολογία, τον πολλαπλασιασμό, τηδιαφοροποίηση και την οργάνωση του κυτταροσκελετού. Το υπόστρωμα τωνMWCNTs ευνόησε την εξάπλωση των κυττάρων, προήγαγε τον πολλαπλασιασμόκαι προώθησε τη διαφοροποίηση των hMSCs σε οστεοβλάστες, όπως έδειξε ηέκφραση αλκαλικής φωσφατάσης, οστεοποντίνης και οστεοκαλσίνης.Μελετήθηκε η γονιδιακή έκφραση των ιντεγκρινικών υποδοχέων, υπεύθυνων γιατην προσκόλληση των κυττάρων στους MWCNTs. Με την τεχνική τουπεριστρεφόμενου δίσκου, εκτιμήθηκε η δύναμη προσκόλλησης των hMSCs στουςMWCNTs και η επίδραση της κάθε ιντεγκρίνης στη μεταβολή της δύναμηςπροσκόλλησης.Για τη διερεύνηση της απόκρισης των οστεοβλαστών στη μηχανική φόρτιση, τα προσκολλημένα κύτταρα στους MWCNTs καταπονήθηκαν για 3 και 24 ώρες, μεσύστημα μηχανικής φόρτισης βασισμένο στην Αρχή Κάμψης Τεσσάρων Σημείων.Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, η φόρτιση επηρεάζει θετικά την έκφραση γονιδίωνπροσκόλλησης και δεικτών διαφοροποίησης.Επιπρόσθετα, μελετήθηκε η συμπεριφορά των hMSCs ως προς τηνκυτταροτοξικότητα, τον πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση, την οργάνωση τουκυτταροσκελετού και την έκφραση γονιδίων προσκόλλησης, σε τροποποιημένεςεπιφάνειες MWCNTs με υδροξυλομάδες, καρβοξυλομάδες και αμινομάδες. Τααποτελέσματα έδειξαν ότι, η αμινοτροποποιημένη επιφάνεια ευνόησε σημαντικάτην κυτταρική συμπεριφορά σε σύγκριση με τις άλλες δύο επιφάνειες. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση της τοπογραφίας με χρήση κάθεταευθυγραμμισμένων MWCNTs, σε σύγκριση με τυχαία προσανατολισμένουςMWCNTs. Η απόκριση των hMSCs στους κάθετα ευθυγραμμισμένους MWCNTsήταν καλύτερη σε σύγκριση με τους τυχαία προσανατολισμένους, τόσο ως προςτον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση, όσο και ως προς την οργάνωση τουκυτταροσκελετού.Τα αποτελέσματα της διατριβής είναι υποσχόμενα για το μελλοντικό σχεδιασμόβιοϋλικών με MWCNTs, με τελικό σκοπό την εφαρμογή σε θεραπείες στις οποίεςαπαιτείται ανακατασκευή του οστού.