Nicht-wässrige Emulsionen zur Erzeugung neuer Nanopartikel

In der eingereichten Arbeit wurde die Nutzung von nicht-wässrigen Emulsionen, bestehend aus zwei organischen, aprotischen Lösungsmitteln, zur Erzeugung verschiedener polymerer Nanopartikel beschrieben. Diese Zweiphasenmischungen und die Verwendung maßgeschneiderter Emulgatoren bestehend aus Poly(isopren-block-methylmethacrylat) ermöglichten den Zugang zu einer Vielzahl an Reaktionen und Prozessen, welche in wässrigen Emulsionen bisher nicht oder nur schwer möglich waren. Die Generierung von Partikeln auf Basis katalytischer Polymerisationen erfolgte unter Verwendung der Ringöffnenden Metathese-Polymerisation (ROMP), der Acyclischen Dien-Metathese-Polymerisation (ADMET), der Cyclopolymerisation von α,ω-Diinen und der Ni-katalysierten Polymerisation von Isocyaniden. Mittels ROMP konnten stabile Dispersionen erzeugt werden, welche Partikel mit verschiedensten Molekulargewichten, Größen und Morphologien enthielten. Diese Eigenschaften konnten durch die Wahl des Monomers, die Katalysatorkonzentration oder den Emulgatortyp beeinflusst werden. Des Weiteren wurden Partikel mit komplexen Morphologien wie Kern-Schale-Strukturen synthetisiert. Dazu erfolgte die Generierung von Partikeln aus Poly(urethan) oder Poly(norbornenderivaten), welche in situ und ohne intermediäre Aufarbeitung mit einer Schale aus Poly(methacrylat) versehen wurden. Der Nachweis dieser Strukturen gelang mittels verschiedener Schwermetall-Markierungsverfahren in der Transmissionselektronenmikroskopie. Schlussendlich erfolgte die Herstellung von hochvernetzten und molekular geprägten Poly(acrylsäure)-Partikeln. Hierbei wurden unterschiedliche pharmakologische Wirkstoffe und Farbstoffe in die Partikel eingebracht, um deren Migrationsverhalten und Wiederanbindung an die Partikel zu untersuchen. Weiterhin wurden die Partikel erfolgreich in Zellaufnahmeexperimenten eingesetzt.

In the presented work the use of nonaqueous emulsions, consisting of two organic, aprotic solvents, in order to prepare polymeric nanoparticles, was described. These biphasic mixtures and the use of tailor-made poly(isopren-block-methylmethacrylate) emulsifiers, provided accessibility to a wide range of reactions and processes, which were up to now not or hardly available in aqueous emulsions. The preparation of particles via catalytic polymerizations was investigated by ring-opening polymerization (ROMP), acyclic diene metathesis polymerization (ADMET), cyclopolymerization of α,ω-diines and Ni-catalyzed polymerization of isocyanides. By the use of ROMP stable dispersions, containing particles with different molecular weights, sizes and morphologies, were synthesized. These properties could be controlled by the choice of monomer, catalyst concentration and type of emulsifier. Furthermore, complex morphologies like core-shell-structures were synthesized. For this purpose particles from poly(urethane) or poly(norbornene derivatives) were prepared and covert in situ with a poly(methacrylate) shell without any intermediate workup. The proof of the desired structures was achieved via heavy metal staining and transmission electron microscopy. Finally, highly cross linked and molecular imprinted poly(acrylic acid) particles were produced. Here different drugs and dyes were embedded in the particles and their release and rebinding behavior was investigated. Additionally the particles were applied successfully in cell uptake experiments.