Stimuli-Responsive Backbone-Degradable (Co-)Polymers for Drug Delivery
Creators: name: Rust, Tarik
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2021

description: Eine der zentralen Herausforderungen in modernen therapeutischen Anwendungen ist das Verabreichen hochwirksamer Medikamente bei simultaner Verringerung der Nebenwirkungen. Eine mögliche Strategie hierfür ist der Transport eines Wirkstoffes zu einem spezifischen Ziel durch Einkapseln in eine polymere Matrix. Besonders lichtresponsive Polymere werden als vielversprechende Materialien angesehen, unter anderem aufgrund der Möglichkeit einer maßgeschneiderten schaltbaren Freisetzung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene lichtresponsive Monomere hergestellt, um eine Serie unterschiedlicher lichtresponsiver rückgratspaltbarer (Co-)Polymere durch Polykondensation oder Polyaddition zu synthetisieren. Untersuchungen via GPC und UV/Vis Spektroskopie zeigten die erfolgreiche Zersetzung der erhaltenen Polymere in Lösung unter Bestrahlung mit UV-Licht. Zusätzlich wurde die lichtinduzierte Zersetzung von Filmen und wässrigen Suspensionen durch GPC-, UV/Vis-, SPR- und Profilometriemessungen bestätigt. Die funktionellen Copolyurethane zeigten abhängig von den eingebauten Comonomeren, entweder erhöhte Hydrophilie oder Doppelresponsivität auf Licht sowie auf Redox oder saure Umgebungen, was nach Behandlung mit einem Reduktionsmittel beziehungsweise einer Säure via GPC ermittelt wurde. Abschließend wurden typische Methoden wie Nanofällung oder Einzelemulsionslösungsmittelverdampfung verwendet, um partikuläre Trägersysteme aus den Polymeren herzustellen. Die gezielte Zersetzung der Trägersysteme sowie die Freisetzung eingekapselter Fracht wurden mittels DLS, Fluoreszenzspektroskopie und Mikroskopie bestätigt.
description: In modern therapy, applying highly potent drugs while cutting side effects for patients is one of the core challenges. One possible strategy is delivering a drug to a specific target site by encapsulation into a polymeric matrix. Especially light responsive polymers are regarded as promising materials due to, e.g., the capability of tailored on demand release in illuminated areas. In this work, several light responsive diol monomers were prepared to synthesize a series of different novel light responsive backbone degradable (co-)polymers by polycondensation and polyaddition. Upon exposure with UV light, the obtained light responsive polymers showed successful degradation in solution as observed by SEC and UV/Vis spectroscopy. Additionally, light induced decomposition of films and aqueous suspensions was confirmed by SEC, UV/Vis, SPR, and profilometry measurements. Depending on the incorporated comonomers, the functional co-polyurethanes exhibited either enhanced hydrophilicity or dual responsiveness to light as well as redox or acidic environments, which was detected by SEC after treatment with a reducing agent or acid, respectively. Ultimately, particulate carriers were formulated from the polymers by typical methods like nanoprecipitation or single emulsion solvent evaporation. Triggered decomposition as well as cargo release of the carriers was confirmed by DLS, fluorescence spectroscopy and microscopy.