Projekt I
Biologisch abbaubare Partikel über Enkapsulierungsmethoden: Emulsions-/Evaporationsverfahren und 3D-Printing
Prof. Dr. Wolfgang Binder, Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg, NatFak II, Institut für Chemie, Professur Makromolekulare Chemie
wolfgang.binder@chemie.uni-halle.de
Herstellung von Nanoverkapselungen (Größen : 50 – 500 nm) mit Polyesterkapseln über Emulsions-/Evaporationsverfahren sowie Methoden des direkten 3D-Printings. Verkapselungen pharmazeutisch aktiver Substanzen (Wirkstoffe, kosmetische Komponenten) oder auch Kontrastmaterialien (z.B.: bei röntgentomographischen Verfahren) stellen immer noch eine nicht unerhebliche Herausforderung dar. Besonders die Einstellung definierter Kapselgrößen, Wandstärken sowie die Implementierung von biologisch abbaubaren Kapselmaterialien ist immer auf eine bestimmte Kombination von Kapselmaterial/Wirkstoff begrenzt. Das vorliegende Projekt wird Methoden zur Verallgemeinerung solcher Verfahren entwickeln, die auf Emulsions-/Evaporationsverfahren bzw. auf 3D-Druckverfahren beruhen.
Entwicklung von Emlusions/-Evaporationsverfahren zur Bildung von Kapselmaterialien mit abbaubaren Kapselmaterialien. Als Materialien sollen vorwiegend Polyester (Polylactide, aber auch Polykaprolactone sowie Poly(glykolide) erprobt werden, die als Kapselmaterial mit nachfolgend bioabbaubaren Eigenschaften dienen sollen. Methodisch soll dies über Evaporationsverfahren möglich werden, bei denen eine Entmischung zwischen dem zu verkapselnden Stoff (hydrophobe niedermolekulare Substanzen mit pharmazeutisch bzw. agrochemisch wirksamen Profilen (z.B.: Taxol, Terpenoide); hochmolekulare Substanzen wie z.B.: hydrophobe Polymere (perfluorierte Polymere, reaktive Polymerkomponenten)) und dem Kapselmaterial im Zuge eines Evaporationsverfahrens stattfindet. Hierzu werden die Löslichkeitsparameter (c) als Grundlage herangezogen, und solcherart der Entmischungspunkt vorausgesagt. Exemplarisch ist dies in einer rezenten Publikation (siehe Referenz bereits an nicht biologisch abbaubaren Kapselmaterialien erfolgreich demonstriert worden. Im vorliegenden Projekt sollen polare, biologisch abbaubare Polymere (unterschiedliche Polyester) in Hinblick auf die Bildung definierter Kapselgrößen, sowie auch Wandstärken untersucht werden. Ein weiterer Teil des Projektes befasst sich mit 3D-Druckverfahren, um Kapseln möglichst schonende und mit biologisch abbaubaren Polymeren herstellen zu können. Kritisch ist hier die Entwicklung von flüssigen Polymeren als Wandmaterial, die in Folge einem 3D-Printprozess unterworfen werden können. Die Möglichkeit Schichten konsekutiv über verschiedene Druckeinlässe aufzubauen soll im vorliegenden Projekt untersucht werden. Hintergrund ist der stetig wachsende Markt und die zunehmend billigeren Drucktechnologien, die eine gestiegene Anwendungsbreite solcher Druckverfahren auch im Verkapselungsbereich sinnvoll erscheinen lassen.
