Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

Eingang zum Volltext

Lizenz

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-65029
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/6502/


Ho, Chau Hon

Kern-Schale-Nanocontainer für funktionelle Metallnanopartikel und Wirkstoffe auf der Basis von hyperverzweigtem Polylysin

Core-shell nanocontainers for functional metal nanoparticles and drugs based on hyperbranched polylysine

Dokument1.pdf (6.116 KB) (md5sum: 3906f22c4499a2deb0cf8eedcd12d106)

Kurzfassung in Deutsch

In dieser Arbeit wurden über verschiedene, direkte Polymerisationen der Aminosäure Lysin lineare und hyperverzweigte Polylysine (PL) – und damit biokompatible Polyamine – synthetisiert. Auf Basis des hyperverzweigten Polylysins wurden durch Hydrophobisierung mit einem Fettsäurechlorid sowie Glycidylhexadecylether und durch Modifizierung mit Poly(ethylenglykol) amphiphile Polymere hergestellt. In Beladungsexperimenten in einem unpolaren Lösungsmittel wurde untersucht, inwieweit hydrophile Farb- und Wirkstoffe in den unterschiedlichen PL-Derivaten transportiert bzw. eingekapselt werden können und welche Einflussgrößen hierfür entscheidend sind. Analog wurden Versuche mit wasserlöslichen PL-Derivaten und hydrophoben Farb- und Wirkstoffen in Wasser durchgeführt. Die hydrophobisierten PL-Derivate wurden als Stabilisatoren für die Synthese von Metall- und ZnO-Nanopartikeln in unpolarem Medium eingesetzt. So wurden über Monate in Lösung stabile Silber-, Gold-, Palladium- und ZnO-Partikel im Größenbereich von 3-10 nm hergestellt. Durch Abziehen des Lösungsmittels konnten die wasserunlöslichen, polymeren Metall- und ZnO-Nanokomposite erhalten werden, wobei letztere bei UV-Anregung eine weiße Photolumineszenz zeigten. Die Silber-Nanokomposite auf Basis der hydrophobisierten PL-Derivaten konnten als leicht applizierbare, antimikrobielle Beschichtungen eingesetzt werden. So wurden damit chirurgische Poly(glykolsäure)-Fäden beschichtet, die in mikrobiologischen Tests eine sehr hohe Wirksamkeit gegen eine Adhäsion von S. aureus Bakterien aufwiesen. In Diffusionsexperimenten, in denen die beschichteten Fäden vier Wochen lang in wässrigen Pufferlösungen gewaschen wurden, zeigten diese während des gesamten Zeitraums eine langsame und gleichmäßige Silberfreisetzung. In Zytotoxizitätsexperimenten wurde keine oder nur eine sehr geringe toxische Wirkung der Silber-Kompositbeschichtungen festgestellt. In einer zusätzlichen Syntheseroute wurde das hyperverzweigte Polylysin mit Methacrylsäure modifiziert und als Vernetzer für die Herstellung von Polymernetzwerken auf 2-Hydroxyethylacrylat-Basis eingesetzt. Diese Netzwerke konnten als Polymertemplate zur Generierung von Silbernanopartikeln verwendet werden.


Kurzfassung in Englisch

In this work linear and hyperbranched polylysines (PL) – and therefore biocompatible polyamines – were synthesized via various direct polymerizations of the amino acid lysine. Based on the hyperbranched polylysine amphiphilic polymers were synthesized by hydrophobization using a fatty acid chloride or glycidyl hexadecyl ether and by modification with poly(ethylene glycol). In solid uptake experiments performed in non-polar solvents hydrophilic dyes and drugs were transported and encapsulated into the PL derivatives. In these experiments various parameters were investigated in regard to the encapsulation. Analog experiments were performed in water with the water-soluble PL derivatives and hydrophobic dyes and drugs. The hydrophobized PL derivatives were used as stabilizers for the synthesis of metal and ZnO nanoparticles in non-polar media. Thus, silver, gold, palladium and ZnO particles with diameters of 3-10 nm were synthesized which were stable in solution for several months. By evaporation of the solvent the water-insoluble, polymeric metal and ZnO nanocomposites could be obtained, and the latter showed white photoluminescence under UV irridation. The silver nanocomposites based on the hydrophobized PL derivatives were used as effortlessly applicable antimicrobial coatings. Thus, chirurgical poly(glycolic acid) sutures were coated with the silver nanocomposites which showed a very high efficacy against the adhesion of S. aureus bacteria in microbiological tests. In diffusion experiments the coated sutures were washed with an aqueous buffer for four weeks and showed a slow and constant silver release during the whole period. Further, the silver based coatings showed none or very low cytotoxic effects. In an additional synthesis route the hyperbranched polylysine was modified with methacrylic acid and used as a cross linking agent for the synthesis of a polymeric network based on 2-hydroxyethyl acrylate. These networks were used as polymeric templates for the generation of silver nanoparticles.


SWD-Schlagwörter: Polylysin , Polymere , Polymeres Netzwerk , Antimikrobieller Wirkstoff , Therapeutisches System , Wirkstoff , Kolloidales Silber , Nanopartikel , Zink
Freie Schlagwörter (deutsch): hyperverzweigte Polymere , amphiphile Polymere , Metallnanopartikel , weiße Lumineszenz , antimikrobielle Systeme
Freie Schlagwörter (englisch): hyperbranched polylysine , metal nanoparticles , zinc oxide nanocrystals , drug delivery, antimicrobial systems
Institut: Institut für Makromolekulare Chemie
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Mülhaupt, Rolf (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.05.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 12.06.2009
Indexliste