Utvärdering av olika blocksampolymerer för ytbeläggning av järnoxidpartiklar framställda via flash nanoprecipitering

Nanopartiklar (NP) erbjuder unika möjligheter för medicinska tillämpningar, inklusive kontrollerad frisättning av cancerläkemedel, användning som bildkontrast vid avbildningsprocedurer eller hypertermisk behandling av cancerceller. Flash nanoprecipitation (FNP) producerar NPs för att kombinera dessa tillämpningar i en snabb, billig och skalbar beläggningsprocess. Användning av FNP med en Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) är en lovande metod för att enkelt belägga hydrofoba oljesyra järnoxid NP (IONP) med olika biokompatibla block-copolymerer. Amfifila block-copolymerer baserade på hydrofil polyetylenglykol (PEG) och hydrofob poly(laktid) (PLA), poly(laktid-co-glykolid) (PLGA) eller poly(kaprolakton) (PCL) syntetiserades framgångsrikt. Den organiska katalysatorn 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) användes för att öka biokompatibiliteten hos de resulterande polymererna PEG-PLA, PEG-PL7,5KG2,5KA och PEG2K-PCL2K. Syntes av hydroxylterminerad poly(akrylsyra) (PAA-OH) följt av polymerisation med PLGA prövades. De amfifila blockpolymererna användes i kombination med stabilisatorn polysorbat 80 (Tween80®) i FNP för att bilda nakna polymera NP med en MIVM som reaktor. DLS och STEM bekräftade partikelstorlekar mellan 50 - 100 nm. Tillsatsen av 13 ± 2 nm hydrofoba oljesyra-IONPs gav en ökning av partikelstorleken samt en ökning av partikelstabiliteten över tid. STEM-bilder visade att enstaka IONPs fästs på utsidan av de polymera NPs. Hydrofoba interaktioner mellan polymeren och oleinsyra-IONPs är möjliga. För att uppnå inkapsling av oljesyra-IONPs bör justeringar av processparametrarna för FNP övervägas i framtida forskning. Ytterligare experiment krävs för att utforska möjliga läkemedelstillsatser, frisättningsmekanismer och hypertermi hos de polymerbelagda IONP-partiklarna.Nanoparticles (NPs) offer unique possibilities for medical applications, including the controlled release of cancer drugs, the use as imaging contrast during imaging procedures or the hyperthermic treatment of cancer cells. Flash nanoprecipitation (FNP) produces NPs to combine these applications in a fast, cheap, and scalable coating process. The use of FNP with a Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) is a promising method to easily coat hydrophobic oleic acid iron oxide NPs (IONPs) with various biocompatible block-copolymers. Amphiphilic block-copolymers based on hydrophilic polyethylene glycol (PEG) and hydrophobic poly(lactic acid) (PLA), poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) or poly(caprolactone) (PCL) were successfully synthesized. The organic catalyst 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) was used to increase biocompatibility of the resulting polymers PEG-PLA, PEG-PL7.5KG2.5KA and PEG2K-PCL2K. The synthesis of hydroxyl terminated poly(acrylic acid) (PAA-OH) followed by the polymerization with PLGA was attempted. The amphiphilic block-copolymers were used in combination with the stabilizer polysorbate 80 (Tween80®) in FNP to form bare polymeric NPs using a MIVM as the reactor. DLS and STEM confirmed particle sizes between 50 - 100 nm. The addition of 13 ± 2 nm hydrophobic oleic acid IONPs yielded an increase in particle size as well as increase in particle stability over time. STEM images showed attachment of single IONPs to the outside of the polymeric NPs. Hydrophobic interactions between the polymer and oleic acid IONPs are possible. To achieve encapsulation of the oleic acid IONPs, adjustments to the process parameters of FNP should be considered in future research. Additional experiments are required to explore possible drug addition, release mechanisms and hyperthermia behavior of the polymer coated IONPs particles