Redoxně responzivní polymery pro biomedicinální aplikace

Abstract

The synthetic glucocorticoid dexamethasone is used to treat inflammatory diseases, but the therapy is often accompanied by unwanted side effects. These negative impacts can be limited by the use of drug delivery systems. This bachelor thesis focuses on the synthesis and characterization of a redox responsive polymer carrier, which has ferrocene in its end group. The synthesized homopolymers of 2-ethyl-2-oxazoline and copolymers of 2-ethyl-2-oxazoline and 2-nonyl-2-oxazoline were analyzed in terms of their structure, self-assembly, drug encapsulation, response to the oxidative environment typical for inflammed and cancerous tissues and biocompatibility. The structure of the polymers was confirmed by NMR, GPC and MS. The approximate content of ferrocene and the critical micellar concentration were determined. Redox responsiveness was demonstrated using UV-VIS spectroscopy and isothermal titration calorimetry. Furthermore, low interaction with blood plasma proteins and the encapsulation of dexamethasone in polymer micelles were comfirmed. The non-toxicity of both the polymers themselves and the prepared formulations was determined by biological tests. The results show that the synthesized polymers could potentially be further biologically tested, possibly modified, and used for drug delivery....

Syntetický glukokortikoid dexamethason je užíván k léčbě zánětlivých onemocnění, avšak terapie je často doprovázena nepříjemnými vedlejšími účinky. Tyto negativní dopady lze omezit využitím systémů pro dopravu léčiv. Tato bakalářská práce se zaměřuje na syntézu a charakterizaci redoxně responzivního nosiče majícího ve své koncové skupině ferrocen. Syntetizované homopolymery 2-ethyl-2-oxazolinu a kopolymery 2-ethyl-2-oxazolinu a 2-nonyl-2-oxazolinu byly analyzovány z hlediska své struktury, samouspořádání, enkapsulace léčiva, odpovědi na oxidační prostředí typické pro zanícenou a nádorovou tkáň a biokompatibility. Struktura polymerů byla potvrzena pomocí NMR, GPC a MS. Byl stanoven přibližný obsah ferrocenu a také kritická micelární koncentrace. Na základě UV-VIS spektroskopie a izotermální titrační kalorimetrie byla prokázána redox responzivita. Dále také byla potvrzena nízká interakce s proteiny krevní plazmy a enkapsulace dexamethasonu do polymerních micel. Pomocí biologických testů byla zjištěna netoxicita jak samotných polymerů, tak i připravených formulací. Výsledky ukazují, že syntetizované polymery by potenciálně mohly být dále biologicky testovány, případně modifikovány, a použity k dopravě léčiv. Klíčová slova: reaktivní formy kyslíku, polymer, ferrocen, doprava léčiv, 2-ethyl-2-oxazolin,...