Anmerkungen:
Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache
Beschreibung:
Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Nanopartikelchargen in vitro auf ihre Biokompatibilität und ihre Eignung als Wirkstoffträger hin untersucht. Im Grundaufbau handelte es sich um Nanopartikel mit einem Kern aus Magnetit (Fe3O4), der mit einer Schicht von Silica (SiO2) ummantelt wurde. Die Nanopartikel sollen als Wirkstoffträger im Bereich des Implant-Directed Magnetic Drug Targeting die Behandlung von peri-implantären Infektionen verbessern, indem sie die Wirkstoffe über magnetische Kräfte gezielt im Infektionsort bringen. Die getesteten Nanopartikel zeigten bei den Versuchen eine Biokompatibilität mit verschiedenen Zelllinien, sowie primären Immunzellen und Osteoblasten. Die Internalisierung von einzelnen Nanopartikeln konnte zwar für verschiedene Zelltypen gezeigt werden, jedoch nicht für Endothelzellen. Die Nanopartikel konnten mit etwa 120 µg Enrofloxacin pro mg Nanopartikelpulver beladen werden und setzten davon nach 6 h etwa 75 % frei. Im ersten Schritt wurden 3 verschiedene Nanopartikel auf ihren Einfluss auf die Proliferation und Vitalität der murinen Fibroblastenzelllinie NIH-3T3 und der humanen Hepatomazelllinie HepG2 hin untersucht. Die Nanopartikel unterschieden sich in der Größe (etwa 110 nm und 60 nm) und in einer zusätzlichen Funktionalisierung mit Polyethylenglycol und dem Fluoreszenzfarbstoff Rhodamin-B-Isothiocyanat. Für alle 3 Nanopartikel konnte keine negative Beeinflussung der Proliferation und Vitalität nach 24 und 48 h gezeigt werden. Im nächsten Schritt wurden aus Mäusen Primärzellen gewonnen. Es handelte sich um 2 Zelltypen des angeborenen Immunsystems (dendritische Zellen und Makrophagen), sowie um Knochenzellen (Osteoblasten). Die Immunzellen zeigten nach 7 Tagen Behandlung mit Nanopartikeln eine unbeeinflusste Proliferation. Die Vitalität wurde nach einer dreitägigen Nanopartikelbehandlung zum Teil schwach herabgesetzt. Dendritische Zellen, Makrophagen und Osteoblasten zeigten keine vermehrte Produktion von proinflammatorischen Zytokinen (TNF-α, IL-6) als Reaktion auf eine Behandlung mit Nanopartikeln. Auch die Migration von dendritischen Zellen war unbeeinflusst. Bei Osteoblasten zeigte sich nach 21 Tagen keine Beeinflussung der Vitalität oder der Calciumphosphatproduktion. Es wurde gezeigt, dass Makrophagen die Nanopartikel phagozytieren und sich die Zellen dann mit einem Magneten anziehen lassen. Durch Anfärbungen des Zellkerns und des Zellzytoskletts konnte beobachtet werden, dass einzelne Nanopartikel, an die Fluoreszenzfarbstoffe gebunden wurden, auch von phagozytoseunfähigen Zellen nach 24 h aufgenommen werden. Jedoch konnte keine Internalisierung von Nanopartikeln in humane Endothelzellen gezeigt werden. Für die Wirkstofffreisetzung von Enrofloxacin aus Nanopartikeln wurden zwei verschiedene Chargen untersucht. Den Untersuchungen nach, konnten sie mit etwa 100 – 120 µg Enrofloxacin pro mg Nanopartikelpulver beladen werden. Nach 30 min wurden etwa 30 %, nach 6 h etwa 75 % der Gesamtmenge an Enrofloxacin freigesetzt. Insgesamt gesehen, scheinen die getesteten Nanopartikel in vitro biokompatibel für verschiedene Zelltypen und können dazu mit hohen Mengen an Enrofloxacin beladen werden. Somit können sie für weitere Experimente in vivo empfohlen werden.