dc.contributor.author
Kurniasih, Indah Nurita
dc.date.accessioned
2018-06-07T17:14:11Z
dc.date.available
2013-11-11T12:58:32.617Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3587
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7787
dc.description.abstract
Due to the hydrophobic nature of many modern drugs, new drug delivery systems
are required for solubility in aqueous environments. Therefore, a new
nanocarriers system based on hyperbranched polyglycerol has been synthesized.
Three (selective chemical differentiation, click chemistry, enzymatic
reaction) strategies were used for construction of new nanocarrier systems.
First of all, the selective chemical differentiation strategies were applied
to achieve the core modification with hydrophobic group (e.g. biphenyl or
perfluorinatedallyl chain) of polyglycerol. As a result, the hydrophobicity of
the polymer core was increased. Specific host-guest interactions such as
fluorous-fluorous interactions were determined by UV-VIS spectroscopy. Surface
tension measurements and scanning force microscopy (SFM) were used to reveal
the aggregation properties of these complexes. The formation of supramolecular
aggregates with diameters of 20nm and critical aggregate concentrations of 2 x
10e-6 mol/L have been observed. The results showed that the transport capacity
of the dendritic polyglycerol derivatives, which are based on hydrophobic
host–guest interactions, strongly depends on the degree and type of core
functionalization.The hydrophilicity of the polymer shell, to enhance the
solubility of the polymer in water, was increased by PEGylation procedure. The
PEGylation process with using click chemistry strategies performed to
syntheses a new core–shell type nano-architecture based on hyperbranched
polyglycerol (hPG). These system designed by attaching a
mono(methoxy)polyethylene glycol (mPEG) shell either directly or through a
hydrophobic biphenyl spacer to the hPG scaffold. Alternatively the hPG core
was decorated with hydrophobic segments specifically located around the hPG
and mPEG as the shell. The constructed structures were compared for their
ability to solubilize guest molecules of different polarity indices for
possible drug delivery applications. Highly hydrophilic nanocarriers composed
of an hPG–mPEG arrangement were found to be very efficient in transporting
hydrophilic molecules to an organic environment with almost no encapsulation
of the hydrophobic guests. The defined compound with a biphenyl core
functionalization and mPEG shell showed a significantly higher transport
capacity for hydrophobic guest molecules indicating that the stepwise
modification of the core and shell leads to more defined systems. SFM images
revealed that the size of the nanocarriers is within the range of 10 nm as
single particles and 50 nm as aggregates, with the sizes substantially
increased upon interaction with the guest species.The synthesis of a
bifunctionalnanocarrier system based on amphiphilic hyperbranched polyglycerol
(hPG), which is modified by introducing hydrophobic aromatic groups to the
core and retaining hydrophilic groups in the shell were performed by selective
chemical differentiation and chemo-enzymatic reaction strategies. The system
shows an innovative bifunctional carrier capacity with both polymeric and
unimolecular micelle-like transport properties and in some systems can release
the drug by enzymatic or acid catalyzed degradation.
de
dc.description.abstract
Hinsichtlich der hydrophoben Natur moderner Arzneistoffe besteht ein großer
Bedarf an Forschungs- und Entwicklungsarbeit um die Löslichkeit von
Wirkstoffen in physiologischen Umgebungen zu erhöhen. Das Konzept von
sogenannten Kern-Schale-Architekturen wird häufig zur Solubilisierung
unpolarer Wirkstoffe mit geringer Löslichkeit in Wasser verwendet. Im Rahmen
dieser Arbeit wurde ein einfaches Synthese konzept zur Herstellung von neuen
Kern-Schale-Nanotransportern basierend auf hochverzweigten Polyglycerol (hPG)
entwickelt. Zur Darstellung dieser neuartigen Nanotransporter wurden drei
generelle Strategien (selektive Differenzierung, Klick-Chemie und die
enzymatische Reaktion) angewandt. Zunächst wurde mithilfe der selektiven
Differenzierung der hyperverzweigte Polyglcerol-Kern mit hydrophoben Gruppen
((z. B. Biphenyl- oder perfluorierte Alkyl-Kette) modifiziert. Dadurch konnte
die Hydrophobizität des Kerns erhöht werden. Die daraus resultierenden
spezifischen Wechselwirkungen der Polymer-Wirkstoff-Komplexe, wie Fluor-Fluor
Wechselwirkungen wurden durch UV-VIS Spektroskopie bestimmt. Diese Ergebnisse
verdeutlichen, dass die Transportkapazität der Polyglcerol-Derivate abhängig
vom Grad der Kernmodifikation ist. Um die Hydrophilie des modifiziert Polymers
und damit dessen Löslichkeit in Wasser zu erhöhen, wird die Polyglycerol-
Schale durch Anknüpfen einer Polyethylenglycol-Komponte. Die Verknüpfung von
Mono(methoxy) Polyethylenglykol (mPEG) erfolgt via Click-Chemie und kann
entweder direkt an die Polyglycerol-Architektur (hPG-mPEG) oder über
hydrophobe Biphenyl-Abstandshalter konjugiert werden. Zusätzlich wurden auch
hochverzweigte Polyglycerole synthetisiert, wo sowohl der Kern, als auch die
Schale modifiziert wurden. Durch diese Herangehensweise wurden vielfältige
Kern-Schale-Nanotransporter basierend auf Polyglycerol generiert und
schließlich bezüglich Ihres Solubilisierungs-vermögens und Ihrer
Transportkapazität von diversen Wirkstoffen mit unterschiedlichen Polaritäten
miteinander verglichen. Hydrophile Nanotransporter mit einer hPG-mPEG
Architektur erweisen sich als sehr effizient in Bezug auf hydrophile
Wirkstoffe und deren Transport in organische Lösungsmittel, allerdings können
sie keine hydrophoben Wirkstoffe verkapseln. Die Transportkapazität gegenüber
hydrophoben Wirkstoffen wird durch Verwendung von Polyglycerolen, die sowohl
am Kern, als auch an der Schale modifiziert sind, deutlich erhöht. Durch
schrittweise Modifizierung des Kerns und der Schale können somit die
Transporteigenschaften entsprechend dem jeweils verwendeten Wirkstoff
angepasst werden. Schließlich wurden auch bifunktionale Nanotransporter
basierend auf amphiphilen, hyperverzweigten Polyglycerolen durch chemische
Modifizierung und chemisch-enzymatische Reaktion gewonnen. Der Kern wurde mit
hydrophoben, aromatischen Gruppen modifiziert und die Schale mit hydrophilen
Gruppen funktionalisiert. Diese Architekturen weisen eine innovative
bifunktionale Transportkapazität auf, die ihre Wirkstoffe in polymeren oder
unimolekularen Mizellen verkapseln und diese durch enzymatischen oder Säure-
katalysierten Abbau freisetzen können.
de
dc.format.extent
VII, 92 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Hyperbranched Polyglcerol
dc.subject
Nanocarrier System
dc.subject
Host-Guest interaction
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie
dc.title
Nanocarrier System for Drug Delivery Based on Hyperbranched Polyglycerol
dc.contributor.contact
indah_nurita@yahoo.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Rainer Haag
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Jürgen P. Rabe
dc.date.accepted
2013-05-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000095485-7
dc.title.translated
Nanotransportsysteme basierend auf hyperverzweigtem Polyglycerin für den
Wirkstofftransport
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000095485
refubium.note.author
For copyright reasons, the journal articles are not published here online.
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014365
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access