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A novel method for rapid and accurate quantitative characterization of PLGA-/PLA-based biomaterials and biomedical devices
Michaela Zöchling
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Franz Gabor
DOI
10.25365/thesis.6730
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29878.70952.638165-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Nanotechnologie steht vermehrt auch im Fokus der pharmazeutischen-technologischen Forschung, zumal der Einbau von Arzneistoffen in Mikro- und Na-nopartikel eine vielversprechende Möglichkeit für die Darreichung von stabilitätslimi-tierten, aber hochwirksamen Wirkstoffen wie Peptiden, Proteinen und DNA bietet. Neben Schutz vor äußeren Einflüssen ermöglicht die Anwendung von partikulären Systemen auch eine Anwendung mit zielgerichteter (Drug-Targeting) und gesteuerter (Controlled Drug-Delivery) Wirkstofffreisetzung. Für den Einsatz als Arzneistoffträger kommen nur biokompatible und bioabbaubare Polymere in Betracht, häufig werden hierbei die Homo- und Copolymere (Poly-D,L-lactic–coglycolic) acid, PLGA) aus Milch- und Glykolsäure eingesetzt. Trotz intensiver Forschungstätigkeit fehlen derzeit jedoch noch quantitative Analysemethoden für solche Nano- und Mikropartikel aus PLGA, welche auch zur Qualitätskontrolle, Optimierung von Reinigungsmethoden und Oberflächenmodifikationen benötigt werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde eine einfache, rasche und zugleich sensitive Methode zur quantitativen Bestimmung von PLGA-Polymeren sowie nanopartikulä-ren Formulierungen daraus entwickelt. Unter Berücksichtigung der verfügbaren Lite-ratur wurde ein Analysenverfahren für PLGA entwickelt, das auf Hydrolyse, Derivati-sierung und HPLC-Analytik beruht. Sowohl die Erfassung einzelner Monomere aus dem Polymerabbau, als auch die Quantifizierung der Gesamt-Polymermasse ist nach vorangehender Hydrolyse möglich. Ein exaktes Verhältnis der Monomere Glykol- und Milchsäure kann so innerhalb weniger Stunden erfasst werden, einsetzbar auch in der Qualitätskontrolle bei der Herstellung PLGA-haltiger polymerer Systeme. Gleichzeitig bietet dieses Konzept den Vorteil der bisher nur schwer durchführbaren paral-lelen Quantifizierung von Glykol- und Milchsäure.
Damit steht erstmals ein verlässliches und sensitives Analysenverfahren für PLGA zur Verfügung, das einerseits die Basis für die Weiterentwicklung von PLGA Mikro- und Nanopartikeln im Biopharmazeutischen Bereich wie die Erfassung und Adaptie-rung des Abbauverhaltens, die Optimierung der Oberflächenmodifikationstrategien, Untersuchung der Zell-Partikel Wechselwirkung, andererseits für die Entwicklung funktioneller Copolymere auf PLGA-Basis darstellt.
Abstract
(Englisch)
One of the most promising concepts in the upcoming aera of nanomedicine is the controlled and site specific delivery of highly potent drugs via small sized colloidal carriers, among which micro- or nanoparticles made of poly(D,L-lactic-co-glycolic ac-id) (PLGA) take an outstanding role. However, the development of particulate drug delivery formulations is still hampered by a lack of accurate and convenient methods for the quantification of particle matrix in solution, which is essentially required to de-termine exact yields, evaluate preparation protocols and adjust the concentration of particle solution for subsequent modification or bioassays.
It was thus the aim of the here presented study to develop a sensitive and rapid me-thod for the quantification of PLGA-/PLA-based biomaterials with particular regard to nanoscale delivery systems. The acquisition of absorption-enhanced bromophenacyl-derivatives of monomeric acids via HPLC after complete hydrolysis allowed for de-termination of particle concentration without the need for tedious sample workup or purification steps. In contrast to established methods, the optimized protocol does not require inclusion of additional marker molecules and is non-interfering with stabilizers commonly applied for particle preparation. With a linear range from 30μg/ml to 6,5mg/ml PLGA it is of adequate sensitivity for analysis of nanoparticulate drug for-mulations while being sufficiently fast to enable routine screening of multiple samples during phases of development. Moreover, information on the monomer ratio in the matrix is obtained, which is of direct importance for the degradation process. In prin-ciple applicable to all biomaterials made of glycolic and/or lactic acid, the novel me-thod will facilitate research and future development of targeted drug delivery systems and other biomedical devices.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
PLGA nanoparticles HPLC quantification biomaterials
Schlagwörter
(Deutsch)
PLGA Nanopartikel HPLC Quantifizierung Biomaterialien
Autor*innen
Michaela Zöchling
Haupttitel (Englisch)
A novel method for rapid and accurate quantitative characterization of PLGA-/PLA-based biomaterials and biomedical devices
Paralleltitel (Deutsch)
Quantitative Charakterisierung von PLGA-/PLA-gefertigten Biomaterialien mittels HPLC
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
70 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Gabor
Klassifikationen
AC Nummer
AC07857445
Utheses ID
6070
Studienkennzahl
UA | 449 | | |