Dokument: Entwicklung von assoziativen Hydrogelen aus funktionellen Polyacrylamiden und Cyclodextrinpolymeren als Glaskörperersatz in der Ophthalmologie
| Titel: | Entwicklung von assoziativen Hydrogelen aus funktionellen Polyacrylamiden und Cyclodextrinpolymeren als Glaskörperersatz in der Ophthalmologie | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=9950 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20081217-112019-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Koopmans, Carsten [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Staudt, Claudia [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurde zum ersten Mal ein supramolekular vernetztes Wirt-Gast-Hydrogel auf Basis von hydrophilen, adamantylhaltigen Copolymeren und quervernetzten Cyclodextrin(CD)-Polymeren synthetisiert. Dieses soll als Ersatzstoff im menschlichen Organismus eingesetzt werden. Wasserlösliche Gastcopolymere wurden durch radikalische Copolymerisation mit adamantylhaltigen Acrylamiden und Natrium-2-acrylamido-2-methylpropansulfonat (AMPS-Na) synthetisiert. Wirt-CD-Polymere wurden entweder als -CD-Toluol-Komplex oder direkt als freies -CD durch Vernetzung mit Epichlorhydrin hergestellt. Man erhielt dadurch verschieden große lineare oder kugelförmige CD-Polymere. Die Strukturaufklärung der Polymere wurde durch Größenbestimmung mit asymmetrischer Feldflussfraktionierung gekoppelt an eine statische Lichtstreuung und mit dynamischer Lichtstreuung vorgenommen. Durch Mischung der Wirt- und der Gastpolymere konnte in wässriger Lösung ein assoziatives Hydrogel gebildet werden. Der Einfluss von Modifikationen am Wirt- oder Gast-Polymer konnte anhand von rheologischen Messungen verfolgt werden. Des Weiteren wurden Einflüsse von äußeren Faktoren, wie z.B. Temperatur, pH-Wert, Salzkonzentrationen, Kontamination mit organischem Gewebe oder zuckerspaltenden Enzymen, auf die Stabilität und Transparenz dieser Hydrogele untersucht. Überdies wurde versucht den gebräuchlichsten Vernetzer Epichlorhydrin zur Synthese von CD-Polymeren durch alternative Vernetzer auf Basis von Diglycidylethern zu ersetzen. Diese alternativ vernetzten CD-Polymere waren in Verbindung mit Gastcopolymeren weniger stabile Gelbildner. Eine Modifikation dieser CD-Polymere mit 1-Adamantylglycidylether konnte die Viskosität und Stabilität der Wirt-Gast-Hydrogele wieder erhöhen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Synthese eines solvatochromen Polymers beschrieben. Über eine mehrstufige Synthese erhielt man ein solvatochromes Monomer, welches mit N-isopropylacrylamid copolymerisiert wurde. Das erhaltene Copolymer machte durch Farbänderung Lösungsmittelpolaritäten, pH-Wertänderungen, und LCST-Phasenübergänge sichtbar. Zum ersten Mal konnte die Wirt-Gast-Wechselwirkung von -CD mit hydrophoben Polymerseitenketten durch eine bathochrome Verschiebung von orangefarben zu rot mit bloßem Auge sichtbar gemacht werden.Abstract In the first part of this thesis, the formation of a physical, cross-linked hydrogel by host-guest interaction between hydrophilic, adamantyl-containing copolymers and cyclodextrin (CD) polymers is described. Water soluble guest-copolymers were synthesized via radical copolymerisation of adamantyl acryl amides and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfate sodium-salt (AMPS-Na). Host-CD-polymers were cross-linked as -CD-toluene-complex or directly with epichlorohydrin. It was possible to achieve in this way either linear or globular CD-polymers. The structures of these CD-polymers were clarified by size detection with asymmetric field flow fractionation coupled with static light scattering and dynamic light scattering. A mixture of the host- and guest-polymers in aqueous solutions achieved the formation of the hydrogel. A big influence on the rheology of the hydrogels based on modifications in the host- or guest-polymer was observed. Moreover, a possible destabilization of the physical network caused by external stimuli, like change of temperature, pH-value or salt concentrations and contamination with organic tissues or sugar decomposing enzymes, was checked. Furthermore, in the synthesis of CD-polymers the common cross-linker epichlorohydrin was replaced by alternative cross-linkers based on diglycidyl ethers. These alternative CD-polymers showed weaker physical interactions in combination with guest-copolymers. Their modification with 1-adamantyl glycidyl ether resulted in more viscous and stable hydrogels. The last part of this thesis describes the synthesis of a solvatochromic polymer, whose monomer was built via a multiple-stage reaction pathway. This monomer could be copolymerized radically with N-isopropylacrylamide. The resulting aqueous copolymer solution detected a change of the solvent polarity, the pH value or phase transition due to LCST-behaviour by a colour change. With this copolymer, the host-guest interaction of -CD with hydrophobic polymer side chains was observed because of a bathochromic shift from orange to red for the first time by naked eye. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 17.12.2008 | |||||||
| Dateien geändert am: | 17.06.2011 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.10.2008 | |||||||
| Datum der Promotion: | 15.12.2008 |
