Eine wässrige Suspension von 1 mg/ml Me2PE-C32-Me2PE bei pH 5 bildet ein klares Hydrogel.
Kryo-TEM Aufnahme einer wässrigen Suspension von 0.3 mg/ml Me2PE-C32-Me2PE (pH 5) bei Raumtemperatur.
Kryo-TEM Aufnahme eines 2%igen Sucroseestergels (S1170) in isotoner Lösung.

Forschung » Selbstorganisierte Nanostrukturen (SN)
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Stimuliresponsive Hydrogele

Projektleiter

Zusammenfassung

Bipolare Phospholipide mit einer langen Alkylkette (C32) und zwei großen polaren Kopfgruppen bilden bei Kontakt mit Wasser auf Grund des hydrophoben Effektes 5-6 nm dicke Nano-Fibrillen, die zu einem neuartigen Hydrogel führen, dessen Gelverhalten temperaturabhängig ist. Besitzen die Kopfgruppen zusätzlich dissoziationsfähige Protonen, so entsteht ein stimuliresponsives Gel, das außerdem auf Änderungen des pH-Wertes mit verändertem Quellverhaltens reagiert.

Ziel des geplanten Vorhabens ist es, die Einflußfaktoren Temperatur, pH-Wert und Ionenstärke auf das Quellverhalten des Bolaphospholipids Dotriacontan-1,1’- diyl-bis [2-(dimethylammonio) ethylphosphat] (Me2PE-C32-Me2PE) zu untersuchen. Die Eigenschaften des durch Aggregatbildung entstehenden Hydrogels sollen durch physikalisch-chemische Methoden, wie Neutronen- und Lichtstreuung, Kalorimetrie, IR-, ESR-, NMR- und Fluoreszenzspektroskopie bzw. durch rheologische Messungen aufgeklärt werden.

Durch Synthese eines polymerisierbaren Bolalipids soll außerdem die Möglichkeit geschaffen werden, nach gezielter Einstellung des Hydrogels diesen Zustand durch Polymerisierung der Alkylketten einzufrieren und damit ein stabiles Gel zu erhalten, das nur noch durch Veränderung der Kopfgruppenladung verändert werden kann. Ein Bolalipid mit Phosphatidsäure-Kopfgruppen sollte sich aufgrund seiner deutlich kleineren Kopfgruppen als Niete zur Stabilisierung von Lipidvesikeln eignen. Die Synthese dieses Bolalipids bietet zudem die Möglichkeit an die Kopfgruppe ESR-Spin-Label, Fluoreszenzlabel, bzw. pharmazeutische Wirkstoffe anzuknüpfen. Im Rahmen des Projektes sollen ferner neue nanoskalige Arzneistoffträgersysteme auf Basis lipophiler Sucroseester hergestellt und eingehend charakterisiert werden. Pilotuntersuchungen zeigen, dass Sucroseester vorteilhaft als Lipidträgersysteme verwendet werden können. Es ist möglich, durch die Auswahl bestimmter Herstellungsmethoden, die Viskosität der Systeme zu beeinflussen, sie damit zu stabilisieren und so die Freigabekinetik zu optimieren. Mit diesen neuen Systemen sollen bisherige Probleme von festen Lipidnanopartikeln (SLN) auf Triglyceridbasis überwunden und neue Lipidträgersysteme entwickelt werden. Durch eine umfassende und adäquate physikochemische Charakterisierung soll der gegenwärtig unbefriedigende Kenntnisstand über die Struktur, Dynamik und Einflussfaktoren dieser komplexen Trägersysteme verbessert werden.

Mitarbeiter

  • Dr. Annette Meister (Postdoktorandin)
  • Andreas Lonitz (technischer Mitarbeiter)
  • Ingrid Schaller (technische Mitarbeiterin)

Doktoranden

  • Martin Bastrop (Ergänzungsausstattung)
  • Sebastian Ullrich (Ergänzungsausstattung)
  • Ingo C. Schulze (Grundausstattung)
  • Simon Drescher (Drittmittelprojekt)

 

(letzte Änderung: 23.02.2021, 08:27 Uhr)