Tailor-made polymers as nanocarriers for drug and gene delivery

Rinkenauer, Alexandra Cynthia GND

Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, das polymerbasierte, nanoskalige Trägermaterialien eine ideale Plattform für den Transport von unterschiedlichen Therapeutika (pDNS/Wirkstoffe) bilden. Im Falle von pDNS Transfektion ist PEI der Standard und wird oft als Modell für neue Polymere verwendet. Daher wurde eine Bibliothek aus Oxazoline basierten Polymeren hergestellt und der hydrophobe Anteil variiert sowie primäre/tertiäre Amine eingebracht. Die Analysen der Transfektionsschritte ergaben ein Polymer mit guten Transfektionseigenschaften. Da Forschungen an Bibliotheken mit konventionellen Methoden sehr zeitaufwendig sind, wurde ein passendes Hochdurchsatzverfahren etabliert. Zudem wurden kationische, sphärische Mizellen aus Polybutadien-b-poly(methacrylsäure)-b-poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylat) als ein vielversprechender Agent identifiziert. Es konnte gezeigt werden wie dieses System die einzelnen Transfektionshürden überwindet und sehr hohe Effizienzen erzielt. Weitere kleinere mizellare Systeme, aus PEO-b-PAGE-b-PtBGE, wurden als Wirkstoffträger untersucht. Der PAGE Block wurde mit kationischen, anionischen, zuckerbasierten Gruppen funktionalisiert. Neben den puren Mizellen, wurden binäre/ternäre Mix-Mizellen hergestellt und es konnte gezeigt werden, dass eine Justierung der Ladung der Mizelle zu synergistischen Effekten bei Aufnahme und Toxizität führt. Zuletzt wurden Methacrylat-basierte Nanopartikel (NP) auf ihre Zellaufnahme unter statischen, dynamischen in vitro Bedingungen und in vivo Verhalten verglichen. Statische in vitro Experimente eigenen sich zum Screenen der NP-Aufnahme abhängig von physikalisch-chemischen Eigenschaften. Die Scherspannung in der dynamischen Zellkultur beeinflusst die Aufnahme der NP und zeigt sich in unterschiedlichen Aufnahmetendenzen. Zudem stellte sich scherspannungs-abhängig nur ein gering ausgeprägter Unterschied in den Aufnahmetendenzen der NP zu in vivo heraus, im Gegensatz zu dem statistisch System.

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Rinkenauer, Alexandra: Tailor-made polymers as nanocarriers for drug and gene delivery. Jena 2016.

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