In den letzten Jahren hat das kontinuierliche Durchflussverfahren bzw. die Mikroreaktionstechnik bei chemischen Reaktionen aufgrund seiner bzw. ihrer Vorteile sowie des großen Anwendungspotenzials zunehmend an Bedeutung gewonnen. Aufgrund der Kontrolle der Prozessparameter ist eine Durchführung einer Synthese unter präzisen definierten Bedingungen möglich. Somit sind optimale Reaktionsbedingungen und gleichzeitig eine sehr gute Reproduzierbarkeit gegeben, um Nanopartikel in hoher Qualität und mit hoher Ausbeute herzustellen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden anorganisch-organische Hybrid-Nanopartikel in Form von Zirkonylorganophosphaten bzw. Gadolinium(III)-organophosphaten in einer kontinuierlichen Durchflusssynthese hergestellt. Dabei wurde der Einfluss von Reaktionsbedingungen untersucht und die Anwendung des Durchflussverfahrens ausgearbeitet.
Des Weiteren wurden durch die Verwendung von zirkoniumphosphat-basierten anorganisch-organischen Hybrid-Nanopartikeln mit funktionellen Gruppen Funktionalisierungen an der Partikeloberfläche durch Kupplungsreaktionen realisiert.
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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Zusammenfassung Kapillarbrücken sind sehr wichtig bei der Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen Partikeln, da sie starke Haftkräfte ausüben. Die Bestimmung der genauen Kapillarkräfte ist jedoch komplex, weshalb in der Regel Näherungen verwendet werden. So gibt es bisher keine umfassende Untersuchung der Kapillarkräfte bei nanoskaligen Partikeln. Weiterhin ist zu beachten, dass bei kleineren Partikeln die Rauheit einen größeren Einfluss erhält.
In dieser Arbeit werden Kapillarbrücken zwischen Partikeln durch eine numerische, kontinuumsmechanische Berechnung der Meniskusform untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf nanoskaligen Partikeln. Der Einfluss verschiedener Parameter auf die entstehenden Kräfte wird ermittelt und die Zusammensetzung der Kapillarkraft betrachtet. Es wird unter anderem eine Kontaktsteifigkeit für Kapillarbrücken hergeleitet und gezeigt, dass die kontinuumsmechanische Bestimmung von Kapillarbrücken auch bei Partikeln mit sehr geringen Durchmessern möglich ist.
Zur Betrachtung rauer Partikeln wird eine Modellierungsmöglichkeit vorgestellt, mit der Partikeln mit zufälligen Rauheiten modelliert werden können. Durch die Anpassung der Parameter ist es möglich, verschiedene Partikelformen zu modellieren. Außerdem werden Ansätze für eine Methode zur Bestimmung dreidimensionaler Kapillarbrücken gezeigt, wie sie zwischen rauen Partikeln auftreten.
Aktualisiert: 2021-12-20
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