Design of Functional Polymeric Nanoparticles for Biomedical Applications

Tid: Fr 2020-03-06 kl 10.00

Plats: sal F3, Lindstedtsvägen 26, KTH, (English)

Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap

Respondent: Heba Asem , Ytbehandlingsteknik

Opponent: Universitetslektor Tim Bowden, Uppsala universitet

Handledare: Professor Eva Malmström, Fiber- och polymerteknologi

Abstract

Aggressiva sjukdomar, såsom cancer, har ofta stor risk för återfall och är i många fall obotliga. Det gör att det finns en stark strävan efter att förbättra patienters livskvalitet och överlevnad. Nanopartikel-baserade system för att frisätta läkemedelbaserade på polymerer (PNPs) har visats vara lovande för att öka det terapeutiska indexet (effektivitet/toxicitet) för kemoterapeutiska medel. Denna avhandling fokuserar på att framställa icke-toxiska och multifunktionella biologiskt nedbrytbara PNPs för avbildning och läkemedelsadministrationsapplikationer från polymerer. Parallellt med partikelbildningen laddades multifunktionella poly(laktid-sam-glykolid) (PLGA) NPs med superparamagnetiska nanopartiklar av järnoxid (SPION) och kvantprickar (QDs) av mangandopad zinksulfid (Mn:ZnS), såväl som med ett anti-cancerläkemedel, busulfan (Bu). Dessa NPs användes sedan för att förbättra kontrasten i MRI in vivo och för kontrollerad läkemedelsfrisättning in vitro (Paper I). Polykaprolakton (PCL) sampolymeriserades med polyetylenglykol (PEG) för att uppnå partiklar med stealth-egenskaper. För fotodynamisk terapi inkapslades en fotosensibilisator av aluminiumftalocyanin som också är ett anticancerläkemedel i PEG-b-PCL NPs samtidigt som partiklarna bildades. Analys av dessas biodistribution med fluorescensmätningar visade en målsökande förmåga mot lunga, lever och mjälte, (Paper II). PEG-b-PCL NPs laddades också med SPION och ytfunktionaliserades med VivoTag 680XL fluorokrom och utvärderades med in vivo multimodal avbildning, MRI och fluorescensavbildning (Paper III). Denna avhandling presenterar också stabila och skräddarsydda PNPs syntetiserade med hjälp av reversibel addition-fragmenteringkedjeöverföring (RAFT) medierad polymerisation med inducerad självorganisation (PISA). Hydrofoba substanser, nile red (NR) färgämne eller doxorubicin (DOX) läkemedel, inkapslades i poly(N-[3- (dimetylamino)propyl] metakrylamid)-b-poly(metylmetakrylat) (PDMAPMA-b-PMMA) NPs via one-pot RAFT-medierad PISA (Paper IV). PDMAPMA-b-PMMA NPs påvisade mycket monodispersa sfärer och nanostrukturer med kärna-skal. Stabila och icke-toxiska NPs av poly(akrylsyra)-b-poly(butylakrylat) (PAA-b-PBA) ytmodifierades med allyl-grupper före biokonjugering för målsökande läkemedelsleverans (Paper V). De modifierade NPs behöll deras kolloidala stabilitet och storlek efter allyl-funktionalisering. DOX inkapslades effektivt (90 %) i PAA-bPBA NPs under partikelbildningen. Kontrollera frisättning av DOX från PAA-b-PBA NPs observerades under 7 dagar.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263780