Freisetzungsverhalten von unterschiedlich hydrophil/hydrophoben Modellsubstanzen aus Poly-(D,L-lactid)- und Poly-(D,L-lactid)-co-PEO-co-poly-(D,L-lactid)-Mikrosphären und pharmazeutische Anwendungen

Plum, Georg; Höcker, Hartwig

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-9053

Freisetzungsverhalten von unterschiedlich hydrophil/hydrophoben Modellsubstanzen aus Poly-(D,L-lactid)- und Poly-(D,L-lactid)-co-PEO-co-poly-(D,L-lactid)-Mikrosphären und pharmazeutische Anwendungen

Plum, Georg (Author)

2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Georg Plum

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2004

UmfangXIV, 145 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Höcker, Hartwig (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-08-05

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-9053
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59577/files/Plum_Georg.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Chemie (frei) ; Wirkstofffreisetzung (frei) ; Mikrosphaeren (frei) ; hydrophil (frei) ; hydrophob (frei) ; Kinetik (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540

Kurzfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wird das Freisetzungsverhalten verschiedener Modellsubstanzen und Wirkstoffe aus abbaubaren Mikrosphären auf Basis von Poly-(D,L-lactid) (PDLLA) und Poly-(D,L-lactid)-co-PEO-co-poly(D,L-lactid) (ABA) sowie aus Nanosphären aus Poly-(D,L-lactid-co-TMC)(90:10) in PBS-Puffer beschrieben. Zur Untersuchung des Freisetzungsverhaltens wurden drei verschieden hydrophil/hydrophobe Modellsubstanzen auf Basis unterschiedlich substituierter Benzophenone ausgewählt: 2,2’-Dihydroxy-4,4’-dimethoxybenzophenon-5,5’-dinatriumsulfonat (Uvinul DS-49™), 2,2’,4,4’-Tetrahydroxybenzophenon (Uvinul D-50™) und 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon (Uvinul M-40™). Das ABA-Triblockcopolymer wurde über eine ringöffnende anionische Polymerisation von Lactid in Gegenwart von Polyethylenoxid (PEO, 2000) als Initiator und Zinn(II)-2-ethylhexanoat als Katalysator synthetisiert. Aus PDLLA und dem ABA-Triblockcopolymer wurden Mikrosphären nach der o/w-Lösungsmittel-Evaporationsmethode hergestellt und jeweils die drei Modellsubstanzen DS-49, D-50 und M-40 mit je 9, 13 und 17 Gew% theoretischer Beladung inkorporiert. Die hergestellten Mikrosphären wurden abhängig von der Breite ihrer Größenverteilung in zwei bzw. drei Partikelfraktionen zwischen 100-300 µm, 300-710 µm und, falls es die Partikelgrößenverteilung erlaubte, 710-1000 µm über Mikrosiebe getrennt. Das Freisetzungsverhalten wurde in Abhängigkeit von der Teilchengröße, der Beladung, der Modellsubstanz und dem polymeren Träger untersucht. Außerdem wurde das Abbauverhalten der PDLLA- und ABA-Mikrosphären während der Freisetzungszeit von etwa drei Wochen in Abhängigkeit von ihrer qualitativen und quantitativen Beladung für die Partikelfraktion 300-710 µm untersucht. Zusätzlich wurde noch ein 100 Tage Wert aufgenommen, um Tendenzen besser abschätzen zu können. Dabei kann eine Abhängigkeit des Abbaus von der inkorporierten Substanz festgestellt werden. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschreibt die Herstellung von Wirkstofffreisetzungssystemen für einen Einsatz in der Ophthalmologie. Zur Behandlung der proliferativen Vitreoretinopathie (PVR) wird ein Freisetzungssystem benötigt, um einer unerwünschten Proliferation von retinalen Pigmentepithelzellen (RPE-Zellen) auf der Netzhaut entgegenzuwirken. Ein Wirkstofffreisetzungsystem auf Basis von Polylactid wurde hergestellt und Ascorbinsäure darin nach der o/w-Lösungmittel-Evaporationstechnik inkorporiert, um Mikrosphären zu erhalten. Diese wurden in einem in vitro-Freisetzungsexperiment getestet. Weiterhin wird die Ausrüstung von Stents mit Wirkstofffreisetzungssystemen über Nanosphären für die Angioplastie in dieser Arbeit beschrieben. Es wurden unterschiedlich große Nanosphären aus Poly(D,L-lactid-co-TMC)(90:10) nach der o/w-Lösungsmittel-Evaporationsmethode hergestellt und mit Hilfe von Druck in eine den Stent ummantelnde e-PTFE-Folie gepresst. Das Freisetzungsverhalten der im Stent eingebrachten Dexamethason bzw. Paclitaxel beladenen Nanosphären wurde in vitro untersucht.

Within the scope of this dissertation, the release behaviour of different model substances and drugs from degradable poly-(D,L-lactide) (PDLLA) and poly-(D,L-lactide)-co-PEO-co-poly-(D,L-lactide) (ABA) microspheres as well as poly-(D,L-lactide-co-TMC)(90:10) nanospheres in PBS-buffer are characterised. To investigate the release behaviour, three different hydrophilic/hydrophobic benzophenone based model substances were chosen; 2,2’-dihydroxy-4,4’-dimethoxy-benzophenone-5,5’-disodium-sulfonate (Uvinul DS-49™), 2,2’,4,4’-tetrahydroxy-benzophenone (Uvinul D-50™) and 2-hydroxy-4-methoxy-benzophenone (Uvinul M-40™). The ABA-triblock copolymer was synthesized by ring opening polymerisation of lactide in the presence of polyethyleneoxide (PEO, 2000) as an initiator and tin(II)-2-ethylhexanoate as a catalyst. PDLLA and ABA-triblockcopolymer microspheres were made according to the o/w-solvent-evaporation method. The three model substances DS-49, D-50 and M-40 were incorporated with a theoretical loading of 9, 13 and 17 weight% respectively. The resultant microspheres were, depending on the particle size distribution, separated into two or three particle fractions in the range of 100-300µm, 300-710µm and if available 710-1000µm. The release behaviour was investigated depending on the particle size, the loading, the model substance and the polymeric matrix. Furthermore, the degradation behaviour of the 300-710µm ranged PDLLA- and ABA-microspheres was investigated depending on the qualitative and quantitative loading for three weeks. A 100-day value was determined additionally to estimate tendencies. In doing so, a dependency of the incorporated substance to the degradation behaviour of the polymer can be observed. Another part of this work deals with the production of a drug release system for use in ophthalmology. To treat proliferative vitreoretinopathy (PVR) a drug release system is required to prevent an undesired proliferation of retinal pigment epithel cells (RPE cells) on the retina. Ascorbic acid loaded PDLLA microspheres were made according to the o/w-solvent-evaporation method. These spheres were tested in an in vitro drug release experiment. Furthermore the incorporation of nanospheres into an e-PTFE foil covered stent for use in angioplasty is described in this work. Spherical nanoparticles made of poly(D,L lactide-co-TMC) (90:10) were designed in different size-distributions via the o/w solvent evaporation process. The nanosphere suspensions were pressed with pressure through an e-PTFE covered stent to obtain a foil loaded with nanoparticles. The release behaviour of the dexamethasone or paclitaxel loaded nanospheres incorporated in the stent was investigated in an in vitro experiment.

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