Nanomaterialien haben in der Medizin zu enormem Fortschritt bei der gezielten Wirkstofffreisetzung und für die multimodale Diagnostik geführt. Zu diesem Zweck befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Synthese und Charakterisierung von neuartigen anorganisch-organischen Hybridnanopartikel. Diese bestehen formal aus einem anorganischen Metallkation (z. B. [ZrO]²⁺, Gd³⁺) und einem funktionellen organischen Anion. Durch dessen Variation können verschiedene Funktionalitäten eingeführt werden, wodurch die vorgestellten Hybridnanopartikel therapeutische und/oder bildgebende Eigenschaften aufweisen. Dies ermöglicht den Einsatz zur Behandlung von Tumoren, bakteriellen Infektionen sowie entzündlichen Erkrankungen. In Kombination mit einer Fluoreszenzsonde kann dabei die Wirkstoffabgabe detektiert werden. Des Weiteren werden Hybridnanopartikel vorgestellt, die durch Radiomarkierung die Einsetzbarkeit als nukleare Bildgebungssonde in der Positronen-Emissions-Tomographie ermöglicht. Das therapeutische Anwendungspotential der Hybridnanopartikel wurde im interdisziplinären Dialog mit Biologie und Medizin durch ausgewählte in vitro- und in vivo-Studien überprüft.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Seit Jahrzehnten steht die Tumortherapie im Mittelpunkt der modernen medizinischen Forschung. Trotz der vielfältigen Neuentwicklungen und des enormen Fortschritts im Bereich der Pharmakologie ist die Behandlung onkologischer Erkrankungen noch immer mit vielerlei Schwierigkeiten verbunden. Neben den bekannten Komplikationen und Nebenwirkungen der Chemotherapie kommt es nicht selten zu einer Mehrfachresistenz der Tumorzellen gegen die verabreichten Therapeutika. Ein Teil der zahlreichen Probleme der konventionellen Krebsbehandlung lässt sich durch den Einsatz der Nanotechnologie für medizinische Zwecke angehen. In der Nanomedizin finden nanopartikuläre Systeme vornehmlich für den gezielten Transport von therapeutisch aktiven Wirkstoffen Einsatz. Durch die spezifische Anreicherung der Wirkstoffe im betroffenen Organ können die Nebenwirkungen der herkömmlichen Chemotherapeutika stark verringert werden, da sich die Wirkung des Therapeutikums erst im Tumorgewebe entfaltet und die gesunden Zellen somit nicht angegriffen werden. Im Hinblick auf die Optimierung der konventionellen Krebsbehandlungsmethoden bestand das Ziel dieser Arbeit in der Evaluierung metallbasierter, nanopartikulärer Hybridsysteme für den gezielten Wirkstofftransport und zur photodynamischen Tumortherapie. Zur Untersuchung der Funktionalität und Biokompatibilität der beschriebenen therapeutischen Nanostrukturen fanden im Rahmen dieses Projekts vielfältige in vitro sowie in vivo Modelle Anwendung.
Aktualisiert: 2021-12-22
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Judith Krawinkel zeigt anhand von Goldnanostrukturen, dass deren Interaktion mit Laserstrahlung das Potenzial hat, schonend und effizient Wirkstoffe in Zellen einzubringen, diese gezielt zu eliminieren oder genetisch zu manipulieren. So eignen sich membranadhärente sphärische Goldnanopartikel zum Einbringen von Molekülen in Zellen. Vor allem bei Primärzellen empfiehlt die Autorin die Zugabe von Radikalfängern. Zudem nutzt sie peptidkonjugierte Goldnanopartikelagglomerate, die die Aufnahme extrazellulärer Moleküle über Endozytose unterstützen. Laserbestrahlung bewirkt effizientes intrazelluläres Freisetzen der Moleküle und der Agglomerate, die dabei in biokompatiblere Produkte zerteilt werden. Durch Bestrahlen goldbeschichteter Oberflächen mit Lasern entstehen Nanopartikel und Kavitationsblasen, die eukaryotische Zellen irreversibel schädigen und Biofilme manipulieren können.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Judith Krawinkel zeigt anhand von Goldnanostrukturen, dass deren Interaktion mit Laserstrahlung das Potenzial hat, schonend und effizient Wirkstoffe in Zellen einzubringen, diese gezielt zu eliminieren oder genetisch zu manipulieren. So eignen sich membranadhärente sphärische Goldnanopartikel zum Einbringen von Molekülen in Zellen. Vor allem bei Primärzellen empfiehlt die Autorin die Zugabe von Radikalfängern. Zudem nutzt sie peptidkonjugierte Goldnanopartikelagglomerate, die die Aufnahme extrazellulärer Moleküle über Endozytose unterstützen. Laserbestrahlung bewirkt effizientes intrazelluläres Freisetzen der Moleküle und der Agglomerate, die dabei in biokompatiblere Produkte zerteilt werden. Durch Bestrahlen goldbeschichteter Oberflächen mit Lasern entstehen Nanopartikel und Kavitationsblasen, die eukaryotische Zellen irreversibel schädigen und Biofilme manipulieren können.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Konventionelle Behandlungsmethoden der Krebstherapie gehen noch immer mit starken Nebenwirkungen einher und zeigen häufig nur begrenzte Effektivität. Auf der Suche nach Cisplatin-Abkömmlingen mit verbessertem Nebenwirkungsprofil wurden im Rahmen dieser Arbeit neuartige Platinkomplexe sowie einkernige Goldkomplexe untersucht. Weiterhin wurden wasserdispersible β-SnWO4 Nanopartikel auf ihre selektive Induzierbarkeit und ihre Eignung als Photosensitizer zum Einsatz in der Photodynamischen Therapie evaluiert. In einem anderen Ansatz wurden metallbasierte Nanocontainer aus AlO(OH) und Gd2(CO3)3 mit einem vielfach verwendeten Chemotherapeutikum, Doxorubicin, beladen und auf ihre Eignung als Drug Delivery System untersucht. Komplexere Systeme, welche der Kombination verschiedener therapeutischer Ansätze dienen, sind ebenfalls Gegenstand dieser Arbeit.
Aktualisiert: 2019-06-18
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