title: Gelatinebasierte Nanoparktikel als potentielle Nanoträgersysteme für makromolekulare Wirkstoffe
title: Gelatin Nanoparticles as Potential Nanocarriers for Macromolecular Drugs
Creators: name: Khan, Saeed Ahmad
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Kontrollierte Wirkstofffreisetzung
Wirkstofffreisetzung
Naturwissenschaften
Drug Delivery System
Nanocarrier

description: Die Herstellung gelatinebasierter
      nanopartikulärer Drug Delivery Systeme für Makromoleküle
      birgt viele Herausforderungen. Diese Arbeit beschäftigt sich
      mit einigen der wichtigsten Schwierigkeiten bei der
      Herstellung von Gelatine-Nanopartikeln. Das erste Ziel stellt
      die Vermeidung der Partikelaggregation dar, eines der
      häufigsten Probleme mit dem die Herstellung von
      Gelatine-Nanopartikeln assoziiert ist. Zur Identifikation der
      diesbezüglich optimalen Herstellungsbedingungen wurden
      verschiedene Parameter der Nanopräzitations-Technik
      untersucht. Durch die effektive Beladung mit dem hydrophilen
      Modellmakromolekül FITC-Dextran konnte das hohe Potential
      dieses Trägersystems für makromolekulare Wirkstoffe gezeigt
      werden. Darüber hinaus wurde versucht die Oberfläche der
      Gelatine-Nanopartikel mit PEI zu modifizieren, um die
      Oberflächenadsorption von negativ geladenen Makromolekülen zu
      erleichtern. Neben der erfolgreichen PEI-Adsorption und der
      damit verbundenen positiven Oberflächenladung, nahm die
      Partikelgröße deutlich zu und die positiven Ladungen führten
      zu einer verstärkten Beeinträchtigung der Zellviabilität. Ein
      weiteres Problem bei der Herstellung von
      Gelatine-Nanopartikeln stellt die Verwendung von
      Quervernetzer zur Stabilisierung der Partikel dar. Derartige
      Quervernetzer können nicht nur Gelatine, sondern auch aktive
      Zentren von therapeutischen Proteinen vernetzen, wodurch
      diese ihre biologische Aktivität verlieren können. Um dem
      entgegenzuwirken, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein
      alternativer Ansatz zur Partikelstabilisierung entwickelt.
      Hierbei wurden die Gelatine-Nanopartikel unter Nutzung der
      einzigartigen
      Nanopräzipitation-Emulsions-Evaporations-Technik in
      Nanosphären verkapselt, die aus einem synthetischen Polymer
      bestehen. PLGA hat sich diesbezüglich als ungeeignet
      erwiesen, wohingegen Eudragit® E100 die
      konzentrationsabhängige Verkapselung von
      Gelatine-Nanopartikel in Nanosphären auf effiziente Weise
      ermöglicht.
description: With an objective of designing
      gelatin based nanoparticulate delivery system for
      macromolecules, some of the important challenges associated
      with gelatin nanoparticles are addressed in this thesis. The
      first goal is to avoid aggregation, one of the most often
      encountered problems during nanoparticle formation from
      gelatin. In this context, different parameters involved in
      nanoprecipitation technique are investigated, in order to
      obtain optimum preparative conditions. Effective loading of
      FITC-dextran as a model hydrophilic macromolecule shows good
      potential of the system for macromolecular drugs. Attempts
      are also made to modify the surface of gelatin nanoparticles
      with PEI, in order to facilitate surface adsorption of
      negatively charged macromolecules. However, the size of
      nanoparticles is substantially increased after PEI coating.
      Moreover, the particles strongly positively charged particles
      showed an increased toxic behavior after surface modification
      with PEI. The second main challenge in gelatin nanoparticles
      is the use of crosslinkers for stabilization of particles.
      Since crosslinkers not only crosslink gelatin but also the
      active sites of therapeutic proteins, this may lead to
      biological inactivity of proteinaceous compounds. Therefore,
      we introduce an alternative approach of stabilization.
      Gelatin nanoparticles are entrapped in nanospheres made of
      synthetic polymers, using a unique technique of
      nanoprecipitation-emulsion solvent evaporation. PLGA seems to
      be ineffective, while Eudragit® E100 efficiently entraps
      gelatin nanoparticles in nanosphere matrix depending on
      concentration.