Charge modified, comb-like graft-polyesters for drug delivery and DNA vaccination: Synthesis and Characterization of Poly(vinyl dialkylaminoalkylcarbamate-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol)-graft-poly(D,L-lactide-co-glycolide)s
Wittmar, Matthias
In the present thesis a novel tailor-made
polyester class based on amine-modified backbones and PLGA side
chains was synthesized after designing its chemical structure
under consideration of all necessary assumptions for a drug
delivery system. Varying side chain length and amine
substitution these polyesters can be especially designed for
drug delivery problems. Their structure was clarified by
NMR-spectroscopy and GPC-MALLS
(multi-angle-laser-light-scattering). By variation of side
chain length and /or amine substitution the solution and
thermal behavior could be adjusted. Aimed amine substitution
could be used to control degradation speed of the polyesters.
Grafting of short side chain onto amine modified PVA converted
a pure bulk erosion into a mixed surface and bulk erosion. To
our knowledge this is the first time a degradation time of PLGA
polyesters smaller than 15 days could be reached and could be
freely modified by changing side chain length and amine
substitution. Due to their solution and thermal behavior this
polymer class is suitable for manufacturing of microparticles
and implants. Using two dimensional NMR techniques like 1H-1H
COSY, 1H-13C HMBC and 1H-13C HMQC a clear assignment of 1H and
13C NMR signals of the amine modified PVAs was established. The
microstructure of the PVA backbones was investigated. It was
demonstrated that some of the synthesized Polyesters have
interesting transfection abilities in in-vitro experiments on
L929 mouse fibroblasts. Especially, the particles formed by
P(68)-10 feature an extraordinary high transfection even higher
than that of PEI/DNA complexes. Holding the side chain length
constant it was possible to increase transfection by increasing
the amine substitution of the backbone. An opposite effect
results at constant amine substitution and elongation of the
PLGA chains.
Philipps-Universität Marburg
Medical sciences Medicine
opus:603
urn:nbn:de:hebis:04-z2004-00755
https://doi.org/10.17192/z2004.0075
113
application/pdf
Philipps-Universität Marburg
Therapeutisches System , Polyvinylalkoholderivate
opus:603
Drug Delivery
Fachbereich Pharmazie
Pol
ppn:11868213X
Depotform , Poly(laktid-co-glykolid)
Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg
Universitätsbibliothek Marburg
delivery system , poly(lactide-co-glycolide)
drug delivery
ths
Prof. Dr.
Kissel
Thomas
Kissel, Thomas (Prof. Dr.)
Carrier , Polyvinylalkohol
Polyelektrolyt
monograph
2004-02-02
In der vorliegenden Arbeit ist es gelungen ein
modular aufgebautes Polymersystem basierend auf
aminmodifizierten PVA und PLGA Seitenketten zu entwickeln, das
sich maßgeschneidert an unterschiedlichste Aufgaben des
Arzneistofftransports (drug delivery) anpassen lässt. Sein
struktureller Aufbau konnte durch NMR Spektroskopie und
GPC-MALLS (Mehrwinkel-Laser-Lichtstreuung) eindeutig
charakterisiert werde. Durch Veränderung von Seitenkettenlänge
und Aminsubstitution lässt sich sowohl das Lösungsverhalten als
auch das thermische Verhalten einstellen. Mittels gezieltem
Amineinbau ist es gelungen die Abbaugeschwindigkeit der
Polyester weitestgehend zu steuern. Durch Einbau kurzer
Polyesterseitenketten ließ sich der Abbauverhalten von einem
reinen 'Bulk Erosion'-Mechanismus hin zu einer Mischung aus
Oberflächenabbau und 'Bulk Erosion' verschieben. Dadurch ist es
unseres Wissens erstmals, trotz erstaunlich hoher
Molekulargewichte, möglich geworden PLGA Polyester mit
Abbauzeiten von unter 15 Tagen zu synthetisieren, sowie deren
Abbauverhalten durch Änderung von Seitenkettenlänge und
Aminsubstitution frei zu variieren. Diese eignen sich aufgrund
Ihres Lösungsverhaltens und ihres thermischen Verhaltens für
die Herstellung von Nano- und Mikropartikeln wie auch
Implantaten. Durch zweidimensionale NMR-Spektroskopie wie 1H-1H
COSY, 1H-13C HMBC und 1H-13C HMQC konnte eine eindeutige
Zuordnung der 1H und 13C NMR-Signale des aminmodifizierten PVA
erhalten werde und die Mikrostruktur der PVA-Rückgrate
untersucht werden. Es zeigte sich, dass einige der
synthetisierten Polyester außerordentlich gute
Transfektionseigenschaften im in vitro Experiment an L929
Mausfibroblasten besitzen. Partikel aus dem Polymer P(68)-10
bewiesen ein Transfektionsvermögen, das das von PEI/DNA
Komplexen überstieg. Es wurde festgestellt, dass sich durch
Erhöhung der Aminsubstitution am Rückgrad bei gleicher
Seitenkettenlänge eine Verbesserung der Transfektion erreichen
ließ, während eine Verlängerung der Seitenketten bei gleicher
Aminsubstitution einen gegenteiligen Effekt
zeigte.
Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
English
2011-08-10
2004
urn:nbn:de:hebis:04-z2004-00755
DNS
Biologisch abbaubarer Kunststoff
https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0075/cover.png
Wittmar, Matthias
Wittmar
Matthias
https://doi.org/10.17192/z2004.0075
Medical sciences Medicine
Medizin
Charge modified, comb-like graft-polyesters for drug delivery and DNA vaccination: Synthesis and Characterization of Poly(vinyl dialkylaminoalkylcarbamate-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol)-graft-poly(D,L-lactide-co-glycolide)s
doctoralThesis
In the present thesis a novel tailor-made
polyester class based on amine-modified backbones and PLGA side
chains was synthesized after designing its chemical structure
under consideration of all necessary assumptions for a drug
delivery system. Varying side chain length and amine
substitution these polyesters can be especially designed for
drug delivery problems. Their structure was clarified by
NMR-spectroscopy and GPC-MALLS
(multi-angle-laser-light-scattering). By variation of side
chain length and /or amine substitution the solution and
thermal behavior could be adjusted. Aimed amine substitution
could be used to control degradation speed of the polyesters.
Grafting of short side chain onto amine modified PVA converted
a pure bulk erosion into a mixed surface and bulk erosion. To
our knowledge this is the first time a degradation time of PLGA
polyesters smaller than 15 days could be reached and could be
freely modified by changing side chain length and amine
substitution. Due to their solution and thermal behavior this
polymer class is suitable for manufacturing of microparticles
and implants. Using two dimensional NMR techniques like 1H-1H
COSY, 1H-13C HMBC and 1H-13C HMQC a clear assignment of 1H and
13C NMR signals of the amine modified PVAs was established. The
microstructure of the PVA backbones was investigated. It was
demonstrated that some of the synthesized Polyesters have
interesting transfection abilities in in-vitro experiments on
L929 mouse fibroblasts. Especially, the particles formed by
P(68)-10 feature an extraordinary high transfection even higher
than that of PEI/DNA complexes. Holding the side chain length
constant it was possible to increase transfection by increasing
the amine substitution of the backbone. An opposite effect
results at constant amine substitution and elongation of the
PLGA chains.
2004-01-13
PRESERVATION_MASTER
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