Photothermal Liposomal Drug Delivery Systems - Physicochemical Aspects in Particle Characterization and Drug Release from Light-Sensitive Drug Carriers

Tutkimustuotos

Tutkijat

  • Lauri Viitala

Organisaatiot

Kuvaus

Liposomi on fosfolipideistä koostuva rakenne, jonka sisällä on sen lipidikaksoiskerroksen suojaama vesifaasi. Hydrofiilista lääkeainetta voidaan ladata liposomiin, jonka sisällä ne kulkeutuvat kohdesoluunsa esimerkiksi endosytoosin avulla. Liposomit saavuttavat usein kohdesolunsa, mutta niiden passiivinen lääkkeenvapautus voi olla tehotonta. Lääkkeenkuljetussysteemit voidaan kuitenkin varustaa aktivointimekanismilla. Eräs vaihtoehto on lääkkeenvapautus valoa käyttäen. Valoherkistetty lääkkeenvapautus voidaan saavuttaa useilla strategioilla. Eräs kiinnostavimmista on valoa lämmöksi muuttavien materiaalien käyttö. Tässä tapauksessa fototerminen materiaali muuntaa absorboimansa valon lämmöksi. Fototermisiä materiaaleja ovat esimerkiksi monet kultananopartikkelit, joiden absorptio-maksimi voidaan säätää lähes mille tahansa relevantille valon aallonpituusalueelle nanopartikkelien kokoa ja muotoa muuttamalla. Toinen esimerkki on fluoresoiva merkkiaine indosyaanivihreä. Se absorboi lähi-infrapuna-alueella, joka on yleisesti turvallinen aallonpituusalue kudoksille (so. fysiologinen ikkuna). Fototerminen liposomi-lääkkeenkuljetussysteemi koostuu lääkkeellä ladatusta liposomista ja fototermisesta materiaalista. Käytännössä lääkeaine ei vapaudu lämpötiloissa, jotka ovat lipidin faasimuutoslämpötilan alapuolella. Kun fototerminen materiaalia lämpenee lokaalisti, lääkeaine vapautuu kalvon faasimuutoksen seurauksena. Tämä väitöskirja tarkastelee fototermisiä liposomi-lääkekuljettimia fysiko-kemiallisesta näkökulmasta ja tarjoaa joitakin uusia menetelmiä näiden systeemien karakterisointiin. Työ voidaan jakaa kolmeen osa-alueeseen. Ensimmäisessä osassa fototermisiin liposomi-formulaatioihin kohdistuvia valo-lämpö-ilmiöitä tutkittiin kvartsikidevaa'an ja fluoresenssispektroskopian avulla. Pääasiallinen havainto tutkimuksissa oli lipidikaksoiskerroksen faasimuutos ja sitä seurannut lääkkeenvapautus. Toisessa osassa tutkittiin menetelmiä liposomien havainnoimiseksi. Vakiokulman pintaplasmoniresonanssimikroskopian avulla voitiin määrittää kultananopartikkeleita sisältävien liposomien lukumäärä käyttämällä tässä työssä kehitettyä uutta analyysimenetelmää. Kolmannessa osassa liposomien pintarakennetta muokattiin lipidi-polyetyleeniglykolin (lipidi-PEG) hybridin lisäyksinä. Uusi laurdanC-merkkiaineen käyttöön perustuva tekniikka kehitettiin partikkelien muodon määrittämiseksi. Lisäksi havaittiin muutoksia lipidi-kalvon faasimuutoskäytöksessä PEG-pitoisuuden kasvaessa. Muodonmuutos ja faasimuutoskäyttäytyminen voivat tarjota joitakin hyötynäkökohtia lääkkeenvapautusta ajatellen. Yksi tällainen voisi olla lääkkeenvapautus useammassa jaksossa. Toisaalta myös polymeeri voisi toimia vapautuksen aktivoijana.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-8435-0
Sähköinen ISBN978-952-60-8436-7
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • valoaktivointi, fototerminen efekti, faasimuutos, lääkkeenvapautus, havaitsemismenetelmät, pintaplasmonit, PEGylointi, muodonmuutos

ID: 32446340