Untersuchungen zur Mischbarkeit bipolarer Amphiphile mit konventionellen Phospholipiden für die Herstellung bolalipid-stabilisierter Liposomen : kumulative Dissertation

Abstract

Die Verwendung von archaealen Lipiden und ihren künstlichen Analoga, auch als Bolalipide bekannt, stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Stabilisierung klassischer Lipidvesikel zur oralen Anwendung dar. In dieser Doktorarbeit untersuchten wir das Mischungsverhalten verschiedener alkylmodifizierter Bolalipide mit gesättigten oder ungesättigten Phosphatidylcholinen. Wir haben bewiesen, dass einige der Bolalipide mit 1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholin (POPC) und 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholin (DOPC) mischbar sind. Wir untersuchten diese Mischbarkeit mittels Dynamischer Differenzkalorimietrie (DSC), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) von kontrastierten Proben, vitrifizierten Proben oder von gefriergebrochenen Proben und kombinierten diese mit Messungen mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS). Wir untersuchten die Wirkung von eingebauten Bolalipiden auf die Integrität dieser gemischten Liposomen (Bolasomen) in verschiedenen künstlichen Magen-Darm-Flüssigkeiten unter Verwendung eines Dithionit-Assays und eines Calcein-Freisetzungstests in Kombination mit Partikelgrößenmessungen. Schließlich untersuchten wir auch die Retention von Calcein in den Bolasomen während des Gefriertrocknens. Als Hauptergebnis konnten wir zeigen, dass insbesondere das Bolalipid PC-C32 (1,32C6) -PC die Stabilität von Bolasomen in simulierter Magenflüssigkeit erhöhen kann - eine Voraussetzung für die weitere Verwendung von Liposomen als orale Arzneimittelabgabevehikel. Darüber hinaus werden Untersuchungen zum Aggregationsverhalten aller verwendeten Bolalipide in dieser Arbeit durchgeführt.

The use of archaeal lipids and their artificial analogues, also known as bolalipids, represents a promising approach for the stabilization of classical lipid vesicles for oral application. In this PhD thesis, we investigated the mixing behavior of different alkyl-modified bolalipids with either saturated or unsaturated phosphatidyl-cholines. We proved, that the some oft he bolalipids show miscibility with 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) and 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC). We investigated this miscibility by means of differential scanning calorimetry (DSC), transmission electron microscopy (TEM) of stained samples, vitrified specimens, or replica of freeze-fractured samples, and dynamic light scattering (DLS). We investigated the effect of incorporated bolalipids on the integrity of these mixed liposomes (bolasomes) in different gastrointestinal fluids using a dithionite assay and a calcein release assay in combination with particle size measurements. Finally, we also studied the retention of calcein within the bolasomes during freeze-drying. As a main result, we could show that in particular the bolalipid PC-C32(1,32C6)-PC is able to increase the stability of bolasomes in simulated gastric fluid—a prerequisite for the further use of liposomes as oral drug delivery vehicles. Furthermore, investigations of the aggregation behaviour of all used bolalipids are part of this thesis.