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Polypeptoide - Synthese und Charakterisierung

Polypeptoids - Synthesis and characterization

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-109157
  • Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der bisher relativ unbekannten Polymerklasse der Polypeptoide, die hinsichtlich ihrer Verwendung als Biomaterial näher untersucht werden sollte. Hierbei war die Untersuchung des Polymerisationssystems ein wesentlicher Schwerpunkt. Dies beinhaltete zum einen die Synthesen verschiedener Monomere sowie deren Polymerisationskinetiken und zum anderen Studien über die Stabilität des aktiven Kettenendes. Um mehr über die Polypeptoide zu erfahren, wurden die erhaltenen Homopolymere nach der StrukturanalyseDie vorliegende Arbeit befasste sich mit der bisher relativ unbekannten Polymerklasse der Polypeptoide, die hinsichtlich ihrer Verwendung als Biomaterial näher untersucht werden sollte. Hierbei war die Untersuchung des Polymerisationssystems ein wesentlicher Schwerpunkt. Dies beinhaltete zum einen die Synthesen verschiedener Monomere sowie deren Polymerisationskinetiken und zum anderen Studien über die Stabilität des aktiven Kettenendes. Um mehr über die Polypeptoide zu erfahren, wurden die erhaltenen Homopolymere nach der Strukturanalyse hinsichtlich ihrer physikochemischen Eigen-schaften untersucht. Im Anschluss erfolgte die Synthese von (amphiphilen) Blockco-polypeptoiden, die sich in wässrigen Lösungen zu definierten Morphologien zusammen-lagern. Die resultierenden Morphologien, sowohl mizellare als auch vesikuläre Strukturen, wurden mit verschiedenen Methoden, wie z. B. der Pyren-Fluoreszenz-Spektroskpie und der dynamischen Lichtstreuung, untersucht. Erste Erkenntnisse über die Biokompatibilität der Polypeptoide sollte die Bestimmung der Zellviabilität in verschiedenen Polymerlösungen liefern. Die verschiedenen Studien über die Polypeptoide zeigten, dass diese Polymerklasse über eine besonders lebende Polymerisation synthetisiert werden kann. Dabei resultieren Produkte, die sich durch eine Poisson-Verteilung und eine hohe Endgruppengenauigkeit auszeichnen. Zusätzlich bestehen Polypeptoide aus einem abbaubaren Rückgrat und, im Vergleich zu den Polypeptiden, besitzen sie eine erhöhte proteolytische Stabilität. Amphiphile Blockcopolypeptoide sind zudem in der Lage, sich in Lösung zu verschiedenen Morphologien anzuordnen. Durch die Variierung der Seitenkette und des f kann sowohl die Selbstorganisation als auch das Mikroumfeld der Aggregate abgestimmt werden. Darüber hinaus können die amphiphile Blockcopolymere, die sich zu Mizellen anordnen, hydrophobe Substanzen solubilisieren. Polypeptoide liefern all die nötige chemische Vielseitigkeit und potentielle Biokompatibilität, um bestehende sowie neuartige Probleme in biomedizinischen Anwendungen zu bewältigen. Zukünftige in vivo und in vitro Test werden das Potential, aber auch die Grenzen dieser neuen Polymerklasse als Biomaterial zeigen.show moreshow less
  • The present work focused on the synthesis and characterization of the relatively unknown polymer class polypeptoids and their potential as a biomaterial. In detail, the syntheses of different monomers and their polymerization kinetics as well as studies on the stability of the active chain end were investigated. Furthermore, the physicochemical properties with respect to the polymer structure were analyzed by a series of homo- and block copolymers. The self-assembly of amphiphilic block copolypeptoids in aqueous solution resulted in micellar asThe present work focused on the synthesis and characterization of the relatively unknown polymer class polypeptoids and their potential as a biomaterial. In detail, the syntheses of different monomers and their polymerization kinetics as well as studies on the stability of the active chain end were investigated. Furthermore, the physicochemical properties with respect to the polymer structure were analyzed by a series of homo- and block copolymers. The self-assembly of amphiphilic block copolypeptoids in aqueous solution resulted in micellar as well as vesicular structures, which were studied meticulously by various methods such as pyrene fluorescence spectroscopy and dynamic light scattering. First results about the biocompatibility of the polypeptoids was gained by cell viability assay. The various studies on the polypeptoids showed that this polymer class is accessible through an extraordinary living polymerization. The obtained products are characterized by a Poisson distribution and a high end-group fidelity. Additionally, polypeptoids consist of a degradable backbone and feature enhanced proteolytic stability in contrast to polypeptides. Moreover, amphiphilic block copolypeptoids are able to assemble in aqueous solution into different morphologies. By variation of the side chain and f the self-assembly as well as the microenvironment of the aggregates can be fine-tuned. In addition, amphiphilic block copolymers which formed micelles are able to solubilize hydrophobic compounds. In summary, the polypeptoids provide all the chemical versatility and potentially biocompatibility necessary to overcome existing as well as novel problems in biomedical applications. Future in vivo and in vitro tests will show the potential, but also limits of this new polymer class as a biomaterial.show moreshow less

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Metadaten
Author: Corinna Fetsch
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-109157
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Fakultät für Chemie und Pharmazie
Faculties:Fakultät für Chemie und Pharmazie / Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese
Referee:Prof. Dr. Robert Luxenhofer, Prof. Dr. Jürgen Groll
Date of final exam:2015/02/04
Language:German
Year of Completion:2014
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 50 Naturwissenschaften / 507 Ausbildung, Forschung, verwandte Themen
GND Keyword:Polymerisation; Lichtstreuung; Selbstorganisation; Ringöffnungspolymerisation; Peptoide
Tag:Biomaterial; N-Carboxyanhydride
Polypeptoid; light scattering; ring-opening polymerization; self-assembly
Release Date:2015/02/16
Licence (German):License LogoCC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen