Molekulares Design, Synthese und Eigenschaften von oberflächenaktiven kammartigen PEG-haltigen Polymeren und abgeleiteten supramolekularen Strukturen für die Arzneimittelabgabe

Abstract

Dieses Kapitel widmet sich der maßgeschneiderten Synthese und Untersuchung der Eigenschaften von neuartigen oberflächenaktiven polymeren Arzneimittelträgern, die Seitenketten aus PEG und anderen, einschließlich Polyelektrolyt, Ketten für wasserbasierte Lieferungssysteme enthalten. Die Strategie zur Synthese von PEG-haltigen polymeren Trägern über Reaktionen der radikalischen Polymerisation und weitere polymeranaloge Transformationen unter Beteiligung von Epoxid (so genanntes „Anknüpfen an“) und Peroxid („Anknüpfen von“) Fragmenten von Epoxid-haltigen Polyperoxiden verschiedener Zusammensetzung und Feinstruktur wurde entwickelt und untersucht. Die Abhängigkeit des PEG-Anknüpfungsgrades von der Länge der GMA-Verknüpfungsblöcke im Rückgrat wurde gezeigt. Wasserlösliche Tenside, die angeknüpfte PEG-Seitenketten und anionische Polyelektrolytketten kombinieren, wurden unter Verwendung einer Polymerisation synthetisiert, die durch den kammartigen PEG-haltigen Makroinitiator mit Seitenperoxidgruppen initiiert wurde. Ein weiterer vielversprechender Weg der „Anknüpfung durch“ Synthese der kammartigen polymeren Arzneimittelträger mit PEG-Seitenketten über die kontrollierte Polymerisation von PEG-Methacrylat-Macromeren in Gegenwart von funktionalen Kettenübertragungsagenten wurde entwickelt. Die Molekulargewichtscharakteristika, Funktionalität und Oberflächenaktivität der entwickelten Polymere wurden mit SEC- und GPC-Techniken, FT-IR, NMR-Spektroskopie und Elementaranalyse untersucht. Die Bindung von wasserlöslichen und wasserunlöslichen Krebsmedikamenten an PEGylierte Träger über die Kombination verschiedener Mechanismen wurde mit lumineszenten, RAMAN, UV-Spektroskopie und Oberflächenspannungsmessungstechniken untersucht. Stabile wasserbasierte Arzneimittellieferungssysteme auf der Basis von polymeren Mizellen, die mit wasserlöslichen und wasserunlöslichen Arzneimitteln beladen sind, wurden entwickelt und mit SAXS, TEM, SEM und DLS-Methoden untersucht. Die entwickelten PEG-haltigen kammartigen polymeren Träger und daraus abgeleitete Arzneimittellieferungssysteme erwiesen sich in vitro (Zellkulturen) und in vivo (Labormäuse und Ratten) als nicht toxisch. Ihre Verwendung verbessert die Arzneimittelzufuhr zu Tumorzellen, reduziert die wirksame therapeutische Arzneimitteldosis und bietet die Möglichkeit, eine erworbene Resistenz von Tumorzellen gegen die Arzneimittelwirkung zu umgehen.