Micele polimerowe o właściwościach antyoksydacyjnych – przygotowanie, badnia EPR i zastosowanie
Loading...
Date
2016-01-26
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Redox-active polymeric micelle - preparation, ESR studies and application
Abstract
Intensywny rozwój nanotechnologii przyczynił się do powstania nanomateriałów o właściwościach niezbędnych do zastosowań w przemyśle, medycynie i farmacji. Nanostruktury oparte na polimerach stanowią dużą grupę materiałów projektowanych pod kątem nowych systemów dostarczania leków. Głównym celem rozprawy doktorskiej była synteza amfifilowego kopolimeru trójblokowego PMNT-PEG-PMNT o właściwościach antyoksydacyjnych oraz przygotowanie miceli będących potencjalnym nośnikiem leków, a następnie charakterystyka fizykochemiczna otrzymanych materiałów za pomocą elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR) oraz szeregu innych metod. Otrzymany trójblokowy kopolimer PMNT-PEG-PMNT tworzy z kwasem poliakrylowym polijonowe kompleksy micelarne typu „flower”. Taki system dostarczania leków miałby znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób, których etiologia związana jest z tak zwanym stresem oksydacyjnym, jak np. reumatoidalne zapalenie stawów (RZS). Badania za pomocą spektroskopii EPR umożliwiły określenie właściwości fizykochemicznych otrzymanych materiałów. W procesie analizy widm EPR wyznaczone zostały podstawowe ich parametry, takie jak szerokość linii, współczynnik rozszczepienia spektralnego czy pole rezonansowe. Ponadto, dzięki metodzie zwiększania rozdzielczości analizowanych widm (CREM), a także dzięki symulacjom za pomocą programu EasySpin wyodrębniono dodatkowe komponenty widm i wyznaczono czas korelacji.
Oxidative stress plays a major part in the development of many diseases, thus polymers containing antioxidant properties are desirable material. Rheumatoid arthritis (RA) is a systemic inflammatory disorder affecting the joints. Because chronic inflammation continues in RA, long term and continuous suppression of reactive oxygen species (ROS) is an important trial. Available therapeutics show many side effects and current strategies are to design nanosystem for delivery of therapeutic agents specifically to the site of inflammation. The polymer-based structures are a large group of nanosystems studied and tested for drug delivery systems. In this study, the PMNT-PEG-PMNT triblock copolymer and polymeric micelles with antioxidant activity were synthesized. Due to the fact that both PMNT-PEG-PMNT triblock copolymer and flower micelles were designed as the potential nanocarriers in drug delivery, it is crucial to know in detail their properties and behavior in different conditions. The highly sensitive technique of ESR for the nitroxide free radical of TEMPO detection in the side chain of the polymer was used. For determination of the data characterizing the dynamics of TEMPO radicals in complex spectra the unique computer enhancement method (CREM) were utilized and EasySpin simulations were conducted. The studies show that polarity of solvent affects polymer conformation, which manifests in the shape and structure of the ESR spectra.
Oxidative stress plays a major part in the development of many diseases, thus polymers containing antioxidant properties are desirable material. Rheumatoid arthritis (RA) is a systemic inflammatory disorder affecting the joints. Because chronic inflammation continues in RA, long term and continuous suppression of reactive oxygen species (ROS) is an important trial. Available therapeutics show many side effects and current strategies are to design nanosystem for delivery of therapeutic agents specifically to the site of inflammation. The polymer-based structures are a large group of nanosystems studied and tested for drug delivery systems. In this study, the PMNT-PEG-PMNT triblock copolymer and polymeric micelles with antioxidant activity were synthesized. Due to the fact that both PMNT-PEG-PMNT triblock copolymer and flower micelles were designed as the potential nanocarriers in drug delivery, it is crucial to know in detail their properties and behavior in different conditions. The highly sensitive technique of ESR for the nitroxide free radical of TEMPO detection in the side chain of the polymer was used. For determination of the data characterizing the dynamics of TEMPO radicals in complex spectra the unique computer enhancement method (CREM) were utilized and EasySpin simulations were conducted. The studies show that polarity of solvent affects polymer conformation, which manifests in the shape and structure of the ESR spectra.
Description
Wydział Fizyki
Sponsor
Niniejsza praca oraz prezentowane w niej badania zostały wykonane przy wsparciu finansowym Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej, Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (PO IG) na lata 2007-2013 w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego oraz w ramach projektu MPD „The PhD Program in Nanoscience and Nanotechnology”
Keywords
micele, micelles, kopolimery blokowe, block copolymers, EPR, ESR, stres oksydacyjny, oxidative stress, reumatoidalne zapalenie stawów, rheumatoid arthritis