dc.contributor.author
Bleul, Regina
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:40:18Z
dc.date.available
2014-10-17T08:45:03.620Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12284
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16482
dc.description.abstract
Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die
Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt,
deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht.
Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das
seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort
freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie
individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines
Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von
nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der
vorliegenden Arbeit wurden polymere Nanopartikel unterschiedlicher Morphologie
durch die kontrollierte Selbstorganisation amphiphiler Blockcopolymere
hergestellt, charakterisiert und auf ihre Wechselwirkungen mit menschlichen
Zellen und Serumproteinen untersucht. Dazu wurde eine Studie zur Geometrie-
und Größenabhängigkeit der Zytoxizität von nanoskaligen Kugel- und
Zylindermizellen sowie Vesikelstrukturen durchgeführt. Des Weiteren wurde das
Agglomerationsverhalten von verschiedenen polymeren Nanopartikeln in
Anwesenheit von Serumproteinen untersucht. Mit Hilfe eines Mikromischer-
basierenden Verfahrens gelang es, kontinuierlich sehr einheitliche
Polymervesikel herzustellen und diese in situ mit unterschiedlichen
Komponenten zu beladen - unter anderem mit dem Wirkstoff Camptothecin sowie
einer hohen Dichte an hydrophoben Eisenoxid-Nanopartikeln. Diese
wirkstoffbeladenen Hybridvesikel zeigten in vitro im Vergleich zum freien
Wirkstoff eine erhöhte zytotoxische Wirksamkeit gegen die Krebszelllinie PC-3.
Nach einer Funktionalisierung mit einem krebszellspezifischen Targeting-Peptid
und einer zusätzlichen Fluoreszenzmarkierung wurde mit Hilfe der
Durchflusszytometrie und konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie eine rezeptor-
spezifische Zellaufnahme in PC-3-Krebszellen demonstriert. Messungen zur
magnetischen Charakterisierung bestätigten zudem die potenzielle Anwendung
magnetischer Polymervesikel als MRT-Kontrastmittel wie auch als Tracer für das
Magnetic Particle Imaging (MPI). Kontinuierlich hergestellte,
wirkstoffbeladene, magnetische Polymervesikel erfüllen somit viele
Grundvoraussetzungen für ein theranostisches Wirkstoffträgersystem und bieten
weitere Entwicklungsmöglichkeiten im Hinblick auf Magnetfluid-Hyperthermie,
magnetisches Targeting oder eine durch ein Magnetfeld induzierte
Wirkstofffreisetzung.
de
dc.description.abstract
One of the main goals of nanomedicine is to improve the treatment of hazardous
diseases whose conventional therapy often has serious side effects. The vision
is to create a theranostic drug delivery system which is capable of safely
transporting therapeutic cargo through the body to a targeted site of disease
at which point the drug is released. Furthermore, it is desirable to track the
carrier in real time which would allow for a personal adjustment of the
therapy. Studies on the behavior of nanoparticulate substances in a
physiological environment form the basis for the possibility to successfully
develop a drug carrier system. In the present work, polymeric nanoparticles
with different morphologies were prepared by the controlled self-assembly of
amphiphilic block copolymers. The nanoparticles were subsequently
characterized and their interactions with human cells and serum proteins
investigated. A cytotoxicity study with spherical and cylindrical micelles as
well as vesicular structures was carried out and showed a dependency of
cytotoxic effects on the geometry and size of the nanoparticles. The
agglomeration behavior of various polymeric nanoparticles in the presence of
serum proteins was also studied. Highly uniform polymeric vesicles were
continuously manufactured in a micromixer based device and in situ loading
with different components was performed. In this way, dual loaded vesicles
with the anticancer drug camptothecin and a high amount of hydrophobic iron
oxide nanoparticles were produced. When tested in vitro, these drug-loaded
vesicles showed an increased cytotoxic activity against the cancer cell line
PC-3 when compared to the free drug. Specific cellular uptake in PC-3 cancer
cells was demonstrated with flow cytometry and confocal laser scanning
microscopy after functionalization with a cancer cell specific targeting
peptide and an additional fluorescent label. Magnetic characterization of the
iron oxide-loaded vesicles also confirmed the potential application as MRI
contrast agents and as tracers for magnetic particle imaging (MPI).
Continuously manufactured, drug-loaded, magnetic polymeric vesicles thus
fulfill many prerequisites for a theranostic drug carrier system and provide
opportunities for further developments in the field of magnetic fluid
hyperthermia, magnetic targeting or magnetic drug release.
en
dc.format.extent
VII, 217 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
polymeric vesicles
dc.subject
cancer therapy
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik
dc.title
Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel
und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Michael Maskos
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rainer Haag
dc.date.accepted
2014-09-03
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000097632-3
dc.title.translated
Polymeric Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Functionalization and
Investigation of their Behaviour in Physiological Environment
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000097632
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000015868
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access