Multi- compartment Mizellen

Ein wichtiges Ziel auf dem Gebiet der Selbstorganisation von segmentierten Copolymeren (z.B. Block, Graft, Star-Block oder Miktoarm-Star-Copolymere) in Lösung ist das Design von neuen mizellaren Morphologien mit verbesserten Eigenschaften. Der Anwendbarkeit von konventionellen Mizellen, bestehend sowohl aus niedermolekularen Tensiden als auch aus segmentierten A-B-Copolymeren, ist von vornherein beschränkt durch die Verwendung von nur einer Sorte amphiphiler Moleküle die nur eine Art mizellarer Organisation in Lösung haben (z.B. hydrophile Schale und hydrophober Kern). Folglich bieten diese Strukturen für den Arzneimitteltransport nur einen Bereich (den hydrophoben Kern) um den Wirkstoff einzulagern. In der Natur jedoch sind einigen biologische Systeme wie zum Beispiel das human serum albumin (HSA) in der Lage verschiedene Substanzen zur gleichen Zeit selektiv aufzunehmen und auch abzugeben. Das Konzept einer Multicompartment-Mizelle wurde inspiriert von diesem Verhalten des HSA. Eine Multicompartment-Mizelle mit einem segmentierten inneren Bereich wäre fähig verschiedene Wirkstoffe unterschiedlichen Typs aufzunehmen und sie gleichzeitig im menschlichen Körper zu transportieren. Solche Strukturen können durch Selbstorganisation von maßgeschneiderten amphiphilen Polymeren in wäßrigem Medium gebildet werden. Diese können zum einen linear (A-B-C-Triblock oder A-B-C-B-A-Pentablock-Copolymere) oder verzweigt (Graft-Terpolymere A-graft-B/C) sein. In allen Fällen sind jedoch die chemische Struktur und die Länge der 3 Polymersegmente A, B und C die entscheidenden Kriterien. Dabei sollte Segment A hydrophil sein wobei B und C beide hydrophob und thermodynamisch inkompatibel sein sollten (zum Beispiel kann B eine Kohlenwasserstoffkette sein und C eine Fluorkohlenstoffkette sein). Solche maßgeschneiderten Architekturen können durch eine Kombination von verschiedenen Synthesemethoden, wie: kontrolliert radikalische Polymerisation, Ringöffnungspolymerisation oder die Verbindung von telechelic Polymeren, hergestellt werden.

Mögliche Morphologien für solche Multicompartment-Mizellen gibt es einige. So wäre zum Beispiel ein mikro-phasenseparierter Kern umgeben von einer wasserlöslichen kugelförmigen Schale zu erwarten. Die Kernmorphologie kann jedoch auch andere Strukturen haben wie zum Beispiel onion-like, Kugel-in-Kugel oder lamellar. Die komplexe Mizellorganisation wird in unserer Gruppe mit der Analytischen Ultrazentrifugation, der dynamischen und statischen Lichtstreuung, der Röntgenkleinwinkelstreuung, der Viskosimetrie, der Elektronenmikroskopie und der Atom-Kraft-Mikroskopie untersucht.