18 resultados para Nanomaterials
Resumo:
Fr eine erfolgreiche Behandlung bsartiger Tumore ist eine frhzeitige Diagnose, aber auch eine eektive und eziente Therapie essentiell. In diesem Zusammenhang sind Nanomaterialien in den Fokus der Arzneimittelentwicklung gerckt, welche fr Diagnostik und Therapie genutzt werden knnten.rnSystematische Studien zur Radiometallmarkierung von Nanopartikeln und deren Stabilitt in vitro im Zusammenhang mit der Struktur des Linkers und dem Anteil an Chelator wurden anhand verschiedener HPMA-DOTA-Konjugate durchgefhrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Linkerstruktur und der Belegungsgrad sowohl die Markierung als auch die in vitro -Stabilitt von radiometallmarkierten HPMA-rnDOTA-Konjugaten beeinussen.rnFr die Markierung selbst stehen mehrere Generator-produzierte metallische Positronenemitter zur Verfgung. Infolge der gesetzlichen Bestimmungen muss das Eluat der Generatoren bestimmte Spezikationen (Elutionsausbeute, Durchbruch des Mutternuklids, Gehalt an Fremdionen, pH-Wert etc.) erfllen, um fr die Darstellung von Radiopharmaka verwendet werden zu knnen.rnFr das bereits etablierte PET-Nuklid 68Ga konnte eine Ethanol-basierte Aufreinigung entwickelt werden, welche hohe Elutions- und Markierungsausbeuten sowie Radionuklidreinheit garantiert und damit einen wichtigen Schritt fr die Entwicklung von Kit-Formulierungen reprsentiert. Ausserdem konnten zwei Methoden zur Qualittskontrolle entwickelt werden, welche es ermglichen die Radionuklidreinheit des initialen 68Ga-Eluats, aber auch des nalen 68Ga-Radiopharmakons innerhalb einer Stunde ohne Spektroskopie zu bestimmen.rnWhrend mit 68Ga die Pharmakokinetik markierter Derivate fr einen Zeitraum von bis 3 Stunden zugnglich ist, deckt das Generator-produzierte 44Sc eine Periode von bis zu einem Tag ab. Damit lsst sich die Pharmakokinetik markierter polymerer Drug Carrier-Systeme von der frhen Ausscheidungsphase bis hin zu organspezischen Akkumulationen durch passives und aktives Targeting gut beschreiben.rnFr 44Sc konnte anhand der Modellverbindung DOTATOC gezeigt werden, dass das aufgereinigte Generatoreluat fr die Markierung mit hohen radiochemischen Ausbeuten geeignet ist und etablierte Markierungsmethoden bertragbar sind. In weiterfhrenden Studien zur molekularen Bildgebung knnte das Potential dieses PET-Nuklids fr die Langzeitbildgebung gezeigt werden.
Resumo:
The synthesis, characterization and application of aqueous dispersions of superparamagnetic/polymer hybrid nanoparticles and capsules is described. Implementation of the superparamagnetic moiety into the polymer matrix enables a response of the nanomaterials towards an external magnetic field. Application of the external field is used for two main purposes: i) As heat generator, when an alternating magnetic field is applied. ii) As structuring agent to self-assemble superparamagnetic nanoparticles in the external field.rnIn the first part, superparamagnetic nanoparticles were used as heat generators in order to achieve a magnetic field induced release of an active compound from nanocontainers. To achieve such a release in remote-controlled fashion, the encapsulation of superparamagnetic nanoparticles into polymer nanocapsules was combined with the integration of a thermolabile compound into the shell of the nanocontainers. The magnetic nanoparticles acted as generators for heat, which decomposed the thermolabile compound. Pores were created in the degrading shell and an active substance was released.rn Additionally, the self-assembly of polymer nanoparticles, which were labeled with a superparamagnetic moiety as structuring agent, could be demonstrated. A combination of a magnetic field induced self-assembly and a sintering of neighboring particles upon an increase in temperature above the glass transition temperature of the polymer was used to form stable architectures. Various structures with tunable periodicity could be obtained ranging from smooth linear nanofibers to zigzag fibers. Besides solely creating linear architectures, the frugal process additionally allowed the creation of arrangements in analogy to more complex polymer architectures: By the introduction of defined junction points, the generation of branched structures and networks was demonstrated. Additionally, by tailoring the interaction of differently sized particles, the preparation of nanoparticle arrangements in statistical or block copolymer fashion was shown. Moreover, a reversible linear assembly and linkage of the nanoparticles was demonstrated following a lock/unlock mechanism. Therefore, the particles were locked in their linear assembly by a stable iron(III) hydroxamato-complex and unlocked by addition of a reducing agent and formation of a less stable iron(II)-complex.Further, in various projects with collaboration partners, nanoparticles and nanocapsules were labeled with a superparamagnetic moiety for their use as contrast agents in magnetic resonance imaging or as magnetically separable dispersions.
Resumo:
Polymere Nanopartikel sind kleine Teilchen, die vielseitige Einsatzmglichkeiten fr den Transport von Wirkstoffen bieten. Da Nanomaterialien in diesen biomedizinischen Anwendungen oft mit biologischen Systemen in Berhrung kommen, erfordert das eine genaue Untersuchung ihrer gegenseitigen Wechselwirkungen. In diesem speziellen Forschungsgebiet, welches sich auf die Interaktionen von Nanomaterialien mit biologischen Komponenten konzentriert, wurde bereits eine Vielzahl verschiedener Nanopartikel-Zell-Interaktionen (z. B. Nanotoxizitt, Wirkstofftransport-mechanismen) analysiert. Bezglich der Untersuchungen zu nanopartikulren Wirkstofftransport-mechanismen ist es im Allgemeinen akzeptiert, dass ein erfolgreicher zellulrer Transport hauptschlich von der Aufnahme des Nanotransporters abhngt. Deshalb analysieren wir in dieser Arbeit (1) den Wirkstofftransportmechanismus fr biologisch-abbaubare eisenhaltige Poly-L-Milchsure Nanopartikel (PLLA-Fe-PMI) sowie (2) die Aufnahmemechanismen und die intrazellulren Transportwege von nicht-abbaubaren superparamagnetischen Polystyrolnanopartikeln (SPIOPSN). rnIn dieser Arbeit identifizieren wir einen bisher unbekannten und nicht-invasiven Wirkstoff-transportmechanismus. Dabei zeigt diese Studie, dass der subzellulre Transport der nanopartikulrer Fracht nicht unbedingt von einer Aufnahme der Nanotransporter abhngt. Der identifizierte Arzneimitteltransportmechanismus basiert auf einem einfachen physikochemischen Kontakt des hydrophoben Poly-L-Milchsure-Nanopartikels mit einer hydrophoben Oberflche, wodurch die Freisetzung der nanopartikulren Fracht ausgelst wird. In Zellexperimenten fhrt die membranvermittelte Freisetzung der nanopartikulren Fracht zu ihrem sofortigen Transport in TIP47+- und ADRP+- Lipidtrpfchen. Der Freisetzungsmechanismus (kiss-and-run") kann durch die kovalente Einbindung des Frachtmolekls in das Polymer des Nanopartikels blockiert werden.rnWeiterhin wird in Langzeitversuchen gezeigt, dass die Aufnahme der untersuchten polymeren Nanopartikel von einem Makropinozytose-hnlichen Mechanismus gesteuert wird. Im Laufe dieser Arbeit werden mehrere Faktoren identifiziert, die in diesem Aufnahmemechanismus eine Rolle spielen. Darunter fallen unter anderem die kleinen GTPasen Rac1 und ARF1, die die Aufnahme von SPIOPSN beeinflussen. Darauffolgend werden die intrazellulren Transportwege der Nanopartikel untersucht. Mit Hilfe eines neuartigen Massenspektrometrieansatzes wird der intrazellulre Transport von nanopartikelhaltigen endozytotischen Vesikeln rekonstruiert. Intensive Untersuchungen identifizieren Marker von frhen Endosomen, spten Endosomen/ multivesikulren Krpern, Rab11+- Endosomen, Flotillin-Vesikeln, Lysosomen und COP-Vesikeln. Schlielich wird der Einfluss des lysosomalen Milieus auf die Proteinhlle der Nanopartikel untersucht. Hier wird gezeigt, dass die adsorbierte Proteinhlle auf den Nanopartikeln in die Zelle transportiert wird und anschlieend im Lysosom abgebaut wird. rnInsgesamt verdeutlicht diese Arbeit, dass die klassische Strategie des nanopartikulren und invasiven Wirkstofftransportmechanismuses berdacht werden muss. Weiterhin lsst sich aus den Daten schlussfolgern, dass polymere Nanopartikel einem atypischen Makropinozytose-hnlichen Aufnahmemechanismus unterliegen. Dies resultiert in einem intrazellulren Transport der Nanopartikel von Makropinosomen ber multivesikulre Krperchen zu Lysosomen.rn
