Hydroxyethylstärke-Hydroxyethylmethacrylat-Hydrogele als Freisetzungssystem für Proteine

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung und Charakterisierung von Hydroxyethylstärke-Hydroxyethylmethacrylat-Hydrogele (HES-HEMA) als Freisetzungssystem für Proteine. Aufgrund der besonderen Eigenschaften von Proteinen, stellt deren Anwendung in der Medizin immer noch eine Herausforderung dar. So weisen die meisten Proteine eine geringe Stabilität, kurze Halbwertszeiten und große Molekülgrößen auf. Über ein wässriges Phasenseparationsverfahren wurden Hydrogelmikrosphären mit verschiedenen, eingeschlossenen Testsubstanzen hergestellt und auf ihre Morphologie, Quellungseigenschaften, Einschlusseffektivität und Freisetzung untersucht. Das Freisetzungsverhalten lässt sich über verschiedene Faktoren wie Netzwerkdichte, Molekülgröße der eingeschlossenen Substanz, sowie der Wahl des Akzeptormediums steuern. Wählt man bei der Herstellung der Hydrogele HES-HEMA-Polymere mit hohem Substitutionsgrad (DS) so erhält man Hydrogele mit hoher Netzwerkdichte und stark retardierter Freisetzung. Neben diesen Erkenntnissen wurde die Magnetrelaxometrie als Charakterisierungsmethode für Hydrogele weiterentwickelt. Über die veränderte Beweglichkeit von eingeschlossenen magnetischen Nanopartikeln lässt sich der Abbau des Hydrogels in Abhängigkeit von der Netzwerkdichte beobachten und beschreiben. Um die biologische Aktivität nach der Freisetzung aus dem Hydrogel nachweisen zu können, wurden fluoreszenzmarkierte Antikörper eingesetzt. Dadurch sollte im Vergleich von Fluoreszenzmessungen und Antikörperbindungsaktivität (ELISA) ein Rückschluss auf das Verhältnis von freigesetzten, strukturell veränderten zu funktionalen Antikörpern gezogen werden können. Nach Anpassung der Rezeptur konnte eine Wiederfindungsrate von funktionsfähigem Antikörper von ca. 80 % im Freisetzungsversuch erreicht werden. Demnach ist eine Anwendung der nach dieser Methode hergestellten Hydrogele als Freisetzungssystem für Proteine vielversprechend.