From Macromolecular Design to Supramolecular Self-assembly

• Advancements in drug delivery have enabled a wider array of prevention, control and treatment of diseases such as cancer. Drug delivery systems have the possibility of encapsulating drugs with low solubility, delivering them to specific locations in the body as well as obtaining a controlled and sustained drug release. The systems used today range over a wide structural and compositional area, where liposomes as well as nanotubes have been used as vehicles. Polymeric micelles also play an important role as drug carriers and have gathered great attention due to their versatility.The optimization of these micelle systems is critical in order to enhance their effect. In this work three strategies were designed for the tailoring of micelle behavior in order to induce desirable and controllable micelle properties.The influence of polymer architecture upon self-assembly was facilitated by designing a novel synthetic pathway yielding cyclic polypeptides. The initiation route using amidine or guanidine bases induced zwitterionic polymerization and hence resulted in cyclic polypeptides. A strategy using the crystallinity of the micelle core to tailor micelle behavior was accomplished. By solely using the core crystallinity, tuning of the critical micelle concentration, micelle size as well as loading and release of hydrophobic molecules was achieved. The induction of redox-responsiveness and electroactivity, through the introduction of aniline pentamer into amphiphilic PEG-PLA, gave rise to time-dependent dissociation (triggered release) of the micelles without external stimuli.A powerful toolbox has been created for the tailoring of micelle behavior. By combining these tools, the design of optimized drug carriers for specific applications is enabled.

• Framstegen inom läkemedelsfrisättning har gett upphov till ett bredare utbud av förebyggande, kontroll och behandling av sjukdomar så som cancer. De system som används inom läkemedelsfrisättning har en möjlighet att inkapsla läkemedel med låg löslighet, leverera dem till specifika delar av kroppen samt erhålla en kontrollerad och hållbar dosering. Systemen som används idag kan ha många olika sammansättningar och strukturella egenskaper där bland annat liposomer och nanorör har använts som bärare. Polymera miceller spelar också en mycket viktig roll som läkemedelsbärare och har uppmärksammats på grund av sin mångsidighet.Optimering av dessa micellsystem är avgörande för att kunna öka deras effekt. I denna avhandling har tre strategier skapats för att skräddarsy micellernas beteende, strategier som ger önskvärda och kontrollerade micellegenskaper.Inverkan av polymerarkitektur på självorganisering underlättades genom att designa en ny syntetisk väg som resulterade i cykliska polypeptider. Amidin- och guanidinbaser användes för att initiera zwitterjonisk polymerisation som gav upphov till cykliska polypeptider. En strategi utformades där micellkärnans kristallinitet användes för att skräddarsy micellernas beteende. Genom att enbart använda kärnans kristallinitet kunde man ändra den kritiska micellkoncentrationen, micellstorleken samt inkapslingen och frisättningen av hydrofoba molekyler. Införandet av anilinpentamer i amfifila PEG-PLA gav upphov till redox-känslighet och elektroaktivitet som sedan kunde användas för att ge upphov till en tidsberoende dissociation av micellerna (aktiverad frisättning) utan någon yttre stimulans.En kraftfull verktygslåda har därmed skapats för att skräddarsy micellers beteende. Genom att kombinera dessa verktyg kan optimerade läkemedelsbärare för specifika tillämpningar designas.

Subject headings

NATURVETENSKAP  -- Kemi -- Polymerkemi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Chemical Sciences -- Polymer Chemistry (hsv//eng)

Keyword

Self-assembly

micelles

core crystallinity

cyclic polypeptides

electroactivity

redox-responsiveness

triggered dissociation

loading

release

N-carboxyanhydride polymerization

polyesters

poly(ε-decalactone)

Självorganisation

miceller

kärnkristallinitet

cykliska polypeptider

elektroaktivitet

tidsberoende dissociation

inkapsling

frisläppning

N-karboxyanhydrid polymerisation

polyestrar

poly(ε-dekalakton)

Fiber- och polymervetenskap

Fibre and Polymer Science

Publication and Content Type

vet (subject category)

dok (subject category)