Biopolymers are advantageous in the process of nano/microparticles fabrication for biological and medical applications. This is due to their great biocompatibility, stability and absence of toxicity, which forecast their potential as good drug carrier vehicles. However, for medical use, particles are most of the time directly injected in the bloodstream, and therefore must not show any impact on the immune response, avoiding possible damages that could be fatal. The co-precipitation crosslinking-dissolution (CCD) technique is a promising process of fabrication that could overcome this problem when combined with the layer-by-layer technique (LbL) allowing the fabrication of optimized nanoparticles in terms of size, a peanut-like shape and zeta potential, which are parameters of interest when used as drug carriers. This work is describing the fabrication of hemoglobin based microparticles (HbMPs) coated with different polyelectrolytes and the investigation of their hemocompatibility at different scales: phagocytosis, haemolysis, and platelets activation. Uncoated HbMPs were more phagocyted than coated HbMPs. Coated HbMPs were more stimulating erythrocytes hemolysis while compared to uncoated HbMP. Though coated HbMPs remain considered as non hemolytic according to the cut-off value of 5% defined by the international standards ISO 10993-4:2017, that address the evaluation of how medical devices interact with biological systems. The platelets activation showed ambivalent outcomes, which is the subject of a detailed discussion. Among the different particles produced, coated HbMPs did not influence phagocytosis nor the haemolysis and platelets activation process, which favour their use as potential drug carriers.
Biopolymere sind bei der Herstellung von Nano-/Mikropartikeln für biologische und medizinische Anwendungen von Vorteil. Dies ist auf ihre hohe Biokompatibilität, Stabilität und fehlende Toxizität zurückzuführen, die ihr Potenzial als Träger für Arzneimittel vorhersagen. Bei medizinischen Anwendungen werden die Partikel jedoch meist direkt in den Blutkreislauf injiziert und dürfen daher keine Auswirkungen auf die Immunreaktion zeigen, um mögliche Schäden zu vermeiden, die tödlich sein könnten. Die CCD-Technik (Co-precipitation Crosslinking- Dissolution) ist ein vielversprechender Herstellungsprozess, der dieses Problem überwinden könnte, wenn es mit der Layer-by-Layer-Technik (LbL) kombiniert wird und die Herstellung von Nanopartikeln ermöglicht, die in Bezug auf Größe, Erdnussform und Zetapotenzial optimiert sind - Parameter, die bei der Verwendung als Medikamententräger von Interesse wären. In dieser Arbeit wird die Herstellung von Mikropartikeln auf Hämoglobinbasis (HbMPs) beschrieben, die mit verschiedenen Polyelektrolyten beschichtet sind. Ihre Hämokompatibilität wurde auf verschiedenen Ebenen untersucht: Phagozytose, Hämolyse und Thrombozytenaktivierung. Unbeschichtete HbMPs wurden stärker phagozytiert als beschichtete HbMPs. Beschichtete HbMPs stimulierten die Hämolyse von Erythrozyten stärker als unbeschichtete HbMPs, galten trotzdem nach dem Cut-off von 5% definiert von der internationalen Normenreihe ISO 10993-4:2017 als nicht hämolytisch. ISO 10993-4:2017 befasst sich mit der Bewertung der biologischen Verträglichkeit von Medizinprodukten. Die Thrombozytenaktivierung zeigte ambivalente Ergebnisse, auf die wir im Laufe der Monografie näher eingehen werden. Von den verschiedenen hergestellten Partikeln beeinflussten beschichtete HbMP weder die Phagozytose noch die Hämolyse und den Thrombozytenaktivierungsprozess, was ihre Verwendung als potenzielle Arzneimittelträger begünstigt.
