Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Forschung

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Synthese und der Charakterisierung komplexer Polymersysteme und deren Anwendungen.

• Blockcopolymersynthese durch ATRP

Polyphile Blockcopolymere (hydrophil, lipophil, fluorophil) werden unter Verwendung von Makroinitiatoren synthetisiert. Dazu werden gewöhnlicher Weise Oligomere des Ethylenoxids oder Propylenoxids funktionalisiert, so dass anschließend weitere Blöcke mit Hilfe der Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) hinzugefügt werden. Die weitere Anbindung von fluorophilen Gruppen erfolgt dann über die s.g. Azid-Alkin „click“-Reaktion.

Abbildung 1

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• Enzymatische Polymerisationen

Funktionelle, biokompatible und bioabbaubare Polyester werden durch enzymatische Polymerisationen hergestellt. Eine Besonderheit der enzymatischen Polymerisation ist, dass die Lipase von Candida antarctica (CAL-B) zwischen primären und sekundären OH-Gruppen bei der Veresterung unterscheidet. Somit können aus Glycerin und aktivierten Dicarbonsäureestern lineare Polyester hergestellt werden, die an der Polymerkette funktionelle OH-Gruppen besitzen.

Bild 2

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• Polymere für Pharmazie und Medizin

Hydrogele aus Poly(vinylalkohol) werden durch Gefrier-Auftau-Zyklen der wässrigen Lösungen erhalten. Diese Hydrogele können zur Adhäsionsprophylaxe bei Operationen im Bauchraum angewendet werden. Das in vivo Verhalten dieser Gele wurde ausführlich untersucht.

Bild 3

Bild 3

Durch Modifizierung von Hydroxyethylstärke mit Fettsäuren werden amphiphile Polymere synthetisiert. Diese finden vielfältige Anwendungen als Drug-Release-Systeme. Außerdem kann Hydroxyethylstärke anstelle von Poly(ethylenoxid) zur Modifizierung therapeutischer Proteine eingesetzt werden.

Bild 4

Bild 4

Poly(glyceroladipat) kann mit Fettsäuren umgesetzt werden, die in wässrigen Lösungen und in Masse von der Polymerhauptkette separierte Phasen bilden. Somit sind sie als Nanocarrier für Wirkstoffe in der Pharmazie geeignet.


• Thermodynamische Eigenschaften von Polymeren

Polymerfestkörper und -schmelzen können mit PVT-Messungen charakterisiert und theoretisch mit Zustandsgleichungen beschrieben werden. Eine weitere wichtige Größe ist die Ober- bzw. Grenzflächenspannung von Polymerfestkörpern und -schmelzen. Viele Polymere werden hinsichtlich ihres Kristallisationsverhaltens untersucht. Das Verhalten von amphiphilen Polymeren in selektiven Lösungsmitteln wird mit Hilfe dynamischer Lichtstreuung untersucht. Mizellisierungsenthalpien und -entropien werden aus kalorischen Messungen gewonnen.


• Wechselwirkungen von Blockcopolymeren mit Lipidmembranen

Diese Untersuchungen sind fokussiert auf die Strukturbildung von Phospholipiden durch den Einfluss polyphiler Blockcopolymere. Die Lipide können in Doppelschichten (z.B. Liposomen, Black Lipid Membrans, Giant Unilamellar Vesicles und lebende Zellen) oder in Monoschichten (Langmuir-Filme, Langmuir-Blodgett-Filme) vorliegen. Die Wechselwirkungen werden mit mikroskopischen, spektroskopischen und kalorischen Methoden untersucht.

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