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Synthese eines Polymerskeletts im hydrophilen Innenraum von ...

Synthese eines Polymerskeletts im hydrophilen Innenraum von ...

14 EINLEITUNG sie

14 EINLEITUNG sie selbst. Dabei kommt es zur Bildung von Membranfragmenten, die zu kleineren Liposomen revesikulieren. Die wiederholte Extrusion durch Membranen geringer Porengröße führt zu einheitlichen Liposomen mit überwiegend 1 bis 2 Lamellen (Schubert et al. 1991). Der mittlere Durchmesser der entstehenden Liposomen liegt im Bereich der Porenweite der eingesetzten Membran. Je nach Elastizität der Lipidformulierung tritt eine reversible Verformung der Vesikel auf, die zu einer Partikelgröße oberhalb des Porendurchmessers führen kann. Vesikel aus der Rohdispersion, deren Durchmesser von vornherein unter der Porenweite der Polycarbonatmembran liegt, werden durch Extrusion in ihrer Größe nicht verändert. 1.2.3.2.2 Detergens-Entfernung Die Methode der Detergens-Entfernung führt zu sehr einheitlichen und weitgehend unilamellaren Vesikeln (Brunner et al. 1976, Milsmann et al. 1978, Philippot et al. 1985, Peschka et al. 1998, Basu & Basu 2002, Schubert 2003) Zunächst wird nach der Filmmethode (1.2.3.1.1) ein Lipidfilm hergestellt, der eine ausreichende Menge an Detergens enthält. Dieser Lipid/Detergens Film wird anschließend mit Puffer versetzt, wodurch eine klare bis leicht opaleszierende mischmizellare Lösung entsteht. Die Detergentien bilden, oberhalb ihrer kritischen Mizellkonzentration (CMC), zusammen mit den Membranlipiden Mischmizellen. Es besteht ein dynamisches Gleichgewicht zwischen freiem und mischmizellar gebundenem Detergens. Wird dem System Detergens entzogen, so führt dies, über mehrere Zwischenstufen, zur Ausbildung von Liposomen. Die Konzentration an freien Detergensmolekülen kann durch unterschiedliche Verfahren verringert werden. Geeignet sind u.a. Dialysemembranen (Milsmann et al. 1978), Hohlfasern (Rhoden et al. 1979), BioBeads (Philippot 1985) sowie eine einfache Verdünnung der mischmizellaren Lösung (Schurtenberger et al. 1984, 1985).

EINLEITUNG 15 Im folgenden Abschnitt werden die Vorgänge während der Detergens-Entfernung beschrieben: Phospholipide assoziieren in wässriger Umgebung spontan zu Liposomen, um die energetisch ungünstige Kontaktfäche zwischen dem lipophilen Fettsäurerest und Wasser möglichst gering zu halten. Gallensalze (GS) sind aufgrund ihrer Amphiphilie in der Lage, die Grenzfächenspannung zwischen den lipophilen Bereichen der PL-Aggregate und der wässrigen Umgebung zu verringern. Auf diese Weise entstehen in Abhängigkeit vom GS/Lipid-Verhältnis unterschiedlich strukturierte Aggregate (Abbildung 1-7). Bei sehr hohen GS-Konzentrationen entstehen Aggregate aus zwei PL-Molekülen, umgeben von 16 bis 20 GS-Molekülen (Schubert 1989, 2003). Bei weniger hohen GS-Konzentrationen liegen längliche Lipid-Detergens-Mischmizellen („Wurm- Mizellen“) vor, deren Zusammensetzung und Struktur von zahlreichen Parametern abhängig ist, was durch verschiedene Techniken (NMR, Lichtstreuung, Cryo-TEM) nachgewiesen werden konnte (Ulmius et al. 1982, Pedersen et al. 1995, Egelhaaf et al. 1998). Verarmt nun in einem dynamischen Prozess die mischmizellare Lösung im Verlauf der Detergensentfernung an GS, so formen sich die Wurmmizellen zunächst in kleine Scheibenmizellen um, deren lipophiler Rand von einem Ring aus Gallensalzmolekülen stabilisiert wird (Small 1967, Mazer 1976). Im weiteren Verlauf der Detergens-Entfernung beginnen die Scheibenmizellen zu fusionieren und sich aufgrund steigender Kantenspannungen zu wölben, bis letztlich die vollständige Vesikulierung erfolgt (Fromherz 1983). Die Vesikulierung kann bei ausreichender Größe der entstandenen Liposomen an einer zunehmenden Trübung der Dispersion erkannt werden. Frisch vesikulierte Liposomen enthalten noch bis zu 25 mol% Gallensalz. Detergensentfernung führt nun zur Desorption der am äußeren Monolayer gebundenen Detergensmoleküle. Durch Flip-Flop gelangt das am inneren Monolayer gebundene Gallensalz – dem Konzentrationsgradient folgend - an die Liposomenoberfläche und kann nach Desorption abgetrennt werden (Abbildung 1-8). Die Geschwindigkeit der Detergensentfernung, und damit die notwendige Prozessdauer, wird also durch die Geschwindigkeitskonstanten der Adsorption, der Desorption, sowie des Flip-Flops zwischen den beiden Monolayern bestimmt.

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