Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5965
Main Title: Amphiphile Polymere als Solubilisatoren für schwer wasserlösliche Wirkstoffe
Subtitle: Solubilisierungsmechanismen, Formulierungen und Synthese
Translated Title: Amphiphilic polymers as solubilizers for poorly water-soluble active ingredients
Translated Subtitle: solubilizationmechanisms, formulation and synthesis
Author(s): Nguyen-Kim, Viet
Advisor(s): Gradzielski, Michael
Referee(s): Gradzielski, Michael
Böker, Alexander
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: de
Abstract: Pluronics sind amphiphile Blockcopolymere, die schwer lösliche organische Wirkstoffe in Wasser mizellar solubilisieren. Obwohl Pluronics breit eingesetzt werden, waren detaillierte Solubilisierungsmechanismen bisher noch unklar, da Solubilisatoren in der Regel nach dem Trial-and-Error-Prinzip ausgesucht werden. In dieser Dissertation wurden strukturabhängige Solubilisierungsmechanismen von Pluronics anhand vier schwer wasserlöslicher Wirkstoffe aus dem Pharma- und Agrarbereich – Fluxapyroxad, Fenofibrat, Isoproturon und Carbamazepin – aufgeklärt. Basierend auf den mechanistischen Erkenntnissen wurden geeignete Co-Solubilisatoren getestet sowie eine Klasse neuartiger Polymer-Solubilisatoren synthetisiert. Durch eine Kombination aus SANS (Kleinwinkel-Neutronenstreuung), PFG-NMR, (Feldgradienten-NMR) und NOESY-NMR (Nuclear-Overhauser-Effect Spectroscopy) wurden die Solubilisierungsmechanismen der vier Wirkstoffe aufgeklärt. Darauf basierend wurden neue Formulierungen hergestellt, um die Solubilisierung systematisch zu verbessern, etwa durch die Hinzugabe von Homopolymeren als Co-Solubilisatoren. Unter Berücksichtigung der aufgeklärten Struktur-Wirkungsbeziehungen zwischen Solubilisator und Wirkstoff wurde außerdem eine neuartige amphiphile Polymerklasse, PolyTHF-Urethan-Sulfonate, entwickelt, welche eine deutlich verbesserte Solubilisierung gegenüber Pluronics aufwies. Die in dieser Dissertation durchgeführten Studien können zukünftig auf weitere Solubilisatoren und Wirkstoffe ausgeweitet werden, um ein breiteres Verständnis über Struktur-Wirkungsbeziehungen zu erlangen. Eine zielgerichtete Herangehensweise bietet im Vergleich zur Trial-and-Error-Methode einen deutlich effektiveren Ansatz, um neue Solubilisatoren systematisch zu finden. Daher könnten die hier aufgeklärten Struktur-Wirkungsbeziehungen zukünftig ein wichtiges Grundgerüst darstellen, welches die Orientierung auf die grundlegenden Eigenschaften eines erfolgreichen Solubilisierungssystems fokussiert.
Pluronics are amphiphilic bloc copolymers that solubilize poorly soluble organic active agents in water by forming micelles. Although pluronics are widely applied, detailed solubilization mechanisms have remained unclear, since solubilizers are most commonly chosen through trial-and-error. In this dissertation, structure-dependent solubilization mechanisms of pluronics were clarified for fluxapyroxad, fenofibrate, isoproturone, and carbamazepin – four active agents that are used in pharmaceutical or agricultural applications. Based on the mechanistic insights, suitable co-solubilizers were tested and a novel class of polymeric solubilizers was synthesized. To clarify the solubilization mechanisms of the four active agents, a combination of SANS (Small Angle Neutron Scattering), PFG-NMR (Pulsed Field Gradient) spectroscopy, and NOESY-NMR (Nuclear Overhauser Effect) spectroscopy was applied. Based on the mechanistical findings, new formulations were produced for systematic improvement of the solubilization abilities, e.g. by adding homopolymers as co-solubilizers. Considering the structure-property relationships between solublizer and active agents, we developed a novel polymer class, polyTHF-urethane-sulfonates, that exhibit a significant increase in solubilization capacity compared to pluronics. The studies performed in this dissertation could be more widely applied to more solubilizers and active agents to gain a more thorough understanding of structure-property relationships. This more targted approach offers a more effective strategy to systematically find new solubilizers. Clarifying structure-property relationships by physicochemical analysis could be a powerful tool in the future to focus on the basic properties defining a successful solubilization system.
URI: http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6418
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5965
Exam Date: 3-Mar-2017
Issue Date: 2017
Date Available: 29-Jun-2017
DDC Class: DDC::500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::541 Physikalische Chemie
Subject(s): Solubilisierung
Polymertensid
Kleinwinkelneutronenstreuung
2D NMR-Spektroskopie
Feldgradienten-NMR
solubilization
polymeric surfactant
small-angle neutron scattering
2D NMR spectroscopy
pulsed field gradient NMR
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 2 Mathematik und Naturwissenschaften » Institut für Chemie » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
nguyen_kim_viet.pdf13.67 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.