Syntheseoptimierung und Qualitätssicherung Perfluorodecalin-gefüllter Albuminkapseln in vitro und ihre Verträglichkeit in vivo

Scheer, Alexandra GND

Besonders in der heutigen Zeit, wo aufgrund der abnehmenden Spenderzahl und dem demographischen Wandel die Anzahl an Blutkonserven stetig sinkt, wird die Entwicklung von künstlichen Sauerstoffträgern immer essenzieller. Die Anforderungen an die Sauerstoffträger zur routinemäßigen Versorgung und gleichzeitigem Einsatz bei der Notfallversorgung sind enorm. Daher sind bis heute in Europa keine Produkte in der klinischen Anwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Perfluorodecalin-gefüllte Albuminkapseln in der Hämodilution in Kombination mit der Intravitalmikroskopie untersucht. Die Untersuchung der Hämodilution konnte zum einen die Verträglichkeit und zum anderen die Funktionalität der Albuminkapseln bestätigen. Jedoch zeigten sich erhöhte Schädigungsparameter. Des Weiteren erfolgte die in vitro Charakterisierung optimierter Kapselpräparationen (GluKapseln und HomKapselnGlu) sowie die Untersuchung deren potenziell toxischer Effekte im Topload-Modell der Ratte. Bei der in vitro Charakterisierung der GluKapseln zeigte sich eine stabile Kapselpräparation über bis zu 20 Tage. Auch die Aufnahme der Kapseln in ein anderes Trägermedium fiel positiv aus. Ebenso konnte der Kapseldurchmesser verringert werden. Jedoch zeigten sich beim Einsatz dieser Kapseln im Topload-Modell massiv erhöhte Schädigungsparameter, sowie eine sehr kurze Halbwertszeit. Hingegen zeigten die HomKapselnGlu eine ebenfalls stabile Kapselpräparation, allerdings nicht in Salzlösung, sondern nur unter Stabilisierung mit Glukose, sowie optimal einsetzbare Kapseldurchmesser gepaart mit einer guten Bioverträglichkeit in der Ratte (stabile systemische Parameter und moderate Anstiege der Schädigungsparameter; auch die Organstrukturen von Leber und Milz zeigten keine Auffälligkeiten). Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die GluKapseln für eine ex situ Anwendung im Kontext der Organregeneration angewendet werden könnten. Die HomKapselnGlu überzeugten in ersten Versuchen in Funktionalität und Verträglichkeit, allerdings muss noch an der Stabilisierung in Salzlösung gearbeitet werden.

Especially nowadays, when the number of stored blood drops steadily due to decreasing donor numbers and demographic change, the development of artificial oxygen carriers becomes more and more essential. The demands on oxygen carriers for routine care and simultaneous use in emergency care are enormous. Therefore, no products are in clinical use in Europe today. In this work, perfluorodecalin-filled albumin capsules were investigated in hemodilution in combination with intravital microscopy. The investigation of hemodilution confirmed the compatibility and the functionality of the albumin capsules. However, increased damage parameters were shown. Furthermore, the in vitro characterization of optimized capsule preparations (Glucapsules and HomcapsulesGlu) as well as the investigation of their potentially toxic effects in the topload model of the rat was carried out. The in vitro characterization of Glucapsules revealed stable capsule preparation for up to 20 days. The inclusion of the capsules in another carrier medium was positive. Likewise, the capsule diameter could be reduced. The use of these capsules in the topload model revealed massively increased damage parameters as well as a very short half-life. In contrast, the HomcapsulesGlu also showed a stable capsule preparation, not in saline, but only under stabilization with glucose, as well as optimal capsule diameter coupled with a good biocompatibility in the rat (stable systemic parameters and moderate increases in the damage parameters, including the organ structures of the liver and spleen showed no abnormalities). In summary, Glucapsules could be used for ex situ use in the context of organ regeneration. The HomcapsulesGlu convinced in first attempts in functionality and compatibility, but the stabilization in saline still has to be worked out properly.

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Scheer, Alexandra: Syntheseoptimierung und Qualitätssicherung Perfluorodecalin-gefüllter Albuminkapseln in vitro und ihre Verträglichkeit in vivo. 2019.

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