Diese Forschungsarbeit ist Teil eines Verbundprojektes durch Zusammenarbeit mit dem Institut für Physiologische Chemie des Universitätsklinikums Essen unter Leitung von Herrn Prof. Dr. Dr. Herbert de Groot. Das gemeinsame Bestreben der Kooperation ist die Entwicklung eines potentiellen Sauerstoffträgers für künstlichen Blutersatz in Form von perfluorcarbongefüllten Polymernanokapseln in wässriger Dispersion. Im Mittelpunkt der ersten Projektphase stehen die Ausarbeitung einer effizienten Synthesestrategie zur Präparation der Nanokapseln und eine Untersuchung geeigneter Charakterisierungs- bzw. Nachweismethoden. Perfluorcarbone sind vollständig oder auch partiell fluorierte Kohlenwasserstoffe mit einer hohen Aufnahme- und Abgabekapazität für respiratorische Gase wie Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid. Zudem sind sie chemisch und biologisch inert und ihr Vorrat ist quasi unbegrenzt. Ihre ausgeprägte Hydro- sowie Lipophobie veranlasst die Emulgierung von Perfluorcarbonen in einem wässrigen Medium, um ihre Aufnahme in den Blutkreislauf zu bewerkstelligen. Als nachteilig erweist sich jedoch die oftmals geringe Stabilität solcher Emulsionen und die damit verbundenen physiologischen Nebenwirkungen oder Begleiterscheinungen. Als Lösung bietet sich die Einkapselung der Emulsionstropfen innerhalb einer festen Polymerhülle an. Auf diesem Wege können sowohl eine Festigung der dispersen Struktur als auch eine Maskierung der Perfluorcarbontropfen erreicht werden. Zur Einkapselung von Perfluorcarbonen werden in dieser Arbeit im Wesentlichen zwei Prä-parationsansätze untersucht. Dabei handelt es sich zum Einen um eine Nanopartikelsynthese auf Grundlage des sogenannten Ouzo-Effekts, auch bekannt unter dem Begriff der spontanen Emulgierung, zum Anderen wird ein Einkapselungsverfahren getestet, das sich stärker an den Prozess der technischen Emulgierung und anschließender Lösemittelverdampfung anlehnt. Als Perfluorcarbon wird Perfluordecalin (PFD) verwendet. Als Kapselwandmaterial stehen die beiden Polymere Polybutylcyanacrylat (PBCA) und Polylactid-co-Glycolid (Polylactide-co-glycolic acid, PLGA) zur Verfügung. Im Zuge erster physiologischer Tests wird die Konzentration aber verstärkt auf die Präparation perfluordecalingefüllter Polybutylcyanacrylat-Nanokapseln gerichtet. Dafür wird die Synthesestrategie, basierend auf dem Ouzo-Effekt, in einem zweiten Schritt hinsichtlich des Monomer- und Tensidgehalts optimiert. Zur Charakterisierung der Nanokapseldispersionen stehen bildgebende Untersuchungsmethoden wie die Rasterkraftmikroskopie (AFM) und die Dunkelfeldmikroskopie zur Verfügung. Über kernresonanzspektroskopische Messmethoden (NMR) wird die Sauerstoffaufnahmekapazität der Kapseln untersucht. Zudem werden erste physiologische Tests von den Kooperationspartnern des Universitätsklinikums durchgeführt. Die durchschnittliche Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung werden über die Methode des Particle Tracking (PT), eine Kombination aus Dunkelfeldmikroskopie und digitaler Bildverarbeitung, bestimmt. Im Fall der optimierten PBCA-Nanokapseln liegt die durchschnittliche Partikelgröße im Bereich von 100 bis 300 nm im Radius. Mittels der Rasterkraftmikroskopie ist es möglich, die morphologischen Eigenschaften sowie die Elastizität der Kapseln durch kraftspektroskopische Experimente nachzuweisen. Einkerbungsversuche führen zu einer charakteristischen Faltung der Kapselhülle. Die Gasdurchlässigkeit der Polymerwand sowie die Gasaufnahmekapazität perfluordecalingefüllter PBCA-Nanokapseln werden mittels NMR untersucht. Hierdurch kann festgestellt werden, dass zwischen der chemischen Verschiebung des 19F-Signals von Perfluordecalin in reiner Form oder im eingekapselten Zustand und dem Sauerstoffgehalt ein linearer Zusammenhang besteht. In gleicher Weise korreliert die Spin-Gitter-Relaxationszeit T1 mit der Sauerstoffkonzentration. Darauf aufbauend werden sogenannte Gas-Kinetik-Experimente durchgeführt, wobei die Kapseldispersionen alternierend mit Sauerstoff und Stickstoff behandelt werden, um den Grad der Sauerstoffsättigung zu bestimmen. Im Rahmen erster physiologischer Beständigkeits- und Tauglichkeitstests werden von den Kooperationspartnern des Universitätklinikums ex vivo-/in vitro-Untersuchungen an den Kapseln durchgeführt. Hierfür werden Rattenlebern innerhalb eines extrakorporalen Zirkulationssystems mit den Kapseldispersionen perfundiert und physiologische Parameter im Vergleich mit Messungen an perfundierter Krebs-Henseleit-Pufferlösung kontrolliert. Hierbei lassen sich keine gravierenden Abweichungen und in einigen Fällen sogar ein verbessertes Resultat gegenüber den Kontrollwerten feststellen. Des Weiteren zeigen PT- und NMR-Untersuchungen der perfundierten Kapseldispersionen keine signifikanten Veränderungen der Partikelgrößenverteilung und der Fluorkonzentration auf.