Supramolecular biocompatible polymer nanosystems for bioapplications

Abstract

Tato práce se zaměřuje na vývoj supramolekulárních biokompatibilních polymerních nanosystémů pro biomedicínské aplikace. Infekční onemocnění a záněty představují v současné době značnou výzvu, kterou ještě zhoršuje rostoucí výskyt rezistence vůči antibiotikům. Tato práce, motivovaná těmito naléhavými problémy, si klade za cíl řešit tyto výzvy komplexně pomocí pokročilých polymerních systémů. Práce je rozdělena do tří hlavních cílů, z nichž každý se zaměřuje na specifický aspekt tohoto zastřešujícího problému. První část práce zahrnuje návrh a charakterizaci blokových kopolymerů na bázi poly(ethylenoxid)-b-poly(ε-kaprolakton) s modifikací hydrofobního segmentu zavedením druhého monomeru, γ-butyrolaktonu. Cílem této modifikace je upravit biologické chování kopolymeru, zejména jeho enzymatickou degradaci, a optimalizovat jej pro použití jako systém pro podávání antibakteriálního antibiotika rifampicinu. Druhý cíl zkoumá samoskladné chování chloroxinu, antimikrobiálního léčiva, se zaměřením na přípravu stabilních nanokrystalických částic srážením pomocí polymerních neiontových povrchově aktivních látek. Tento přístup má zvýšit rozpustnost a biologickou dostupnost chloroxinu, a tím zlepšit jeho terapeutickou účinnost. Třetí část práce je věnována vývoji potenciometrického senzoru na bázi polymeru...

This thesis focuses on the development of supramolecular biocompatible polymer nanosystems for biomedical applications. Infectious diseases and inflammation pose significant challenges today, further exacerbated by the increasing prevalence of antibiotic resistance. Motivated by these urgent issues, this work aims to address these challenges comprehensively through the use of advanced polymeric systems. The thesis is organized into three main objectives, each targeting a specific aspect of this overarching problem. The first part of the thesis involves the design and characterization of block copolymers based on poly(ethylene oxide)-b-poly(ε-caprolactone), with a modification to the hydrophobic segment by introducing a second monomer, γ-butyrolactone. This modification aims to tailor the copolymer's biological behavior, particularly its enzymatic degradation, to optimize it for use as a drug delivery system for the antibacterial antibiotic rifampicin. The second objective explores the self-assembly behavior of chloroxine, an antimicrobial drug, focusing on the preparation of stable nanocrystalline particles via precipitation using polymeric non-ionic surfactants. This approach is intended to enhance the solubility and bioavailability of chloroxine, thereby improving its therapeutic efficacy. The...