Study of properties of polymersomes composed of a pair of oppositely charged polyelectrolytes

Praca magisterska dotyczyła badań nad PICsomami, nową klasą polimerosomów, (ang. Polyion Complex Vesicles). PICsomy były otrzymywane w wyniku elektrostatycznych oddziaływań pomiędzy przeciwnie naładowanymi kopolimerami diblokowymi, zawierającymi blok jonowy i zwitterionowy. W pracy skupiono się na PICsomach wykonanych z pary kopolimerów, będących mocnymi polielektrolitami. Zbadano właściwości otrzymanych struktur. Pierwszym etapem badań była analiza wpływu m.in: temperatury, pH i siły jonowej na stabilność pęcherzyków. Uzyskane rezultaty wykorzystano następnie do opracowania procedury otrzymywania olbrzymich PICsomów.Sprawdzono również możliwość zastosowania polijonowych pęcherzyków jako nośników substancji. W tym celu we wnętrzu polimerosomów enkapsulowano kalceinę. Ostatnią część pracy poświęcono badaniom biologicznym in vitro. Zbadano wpływ PICsomów na żywotność i proliferację ludzkich fibroblastów skóry. Sprawdzono także, czy polijonowe pęcherzyki akumulują się w komórkach.Uzyskane wyniki pokazały, że badane polimerosomy są strukturami o stosunkowo dużej stabilności, biokompatybilności i długim czasie cyrkulacji w krwioobiegu, dlatego mogą się nadawać jako potencjalne nośniki substancji do zastosowań biomedycznych.

My master thesis was aimed on studying PICsomes, a new class of polymersomes, (Polyion Complex Vesicles). PICsomes were obtained as a result of electrostatic interactions between oppositely charged diblock copolymers, containing ionic and neutral or zwitterionic blocks. This work focuses on PICsomes obtained from copolymer pairs that are strong polyelectrolytes. The properties of PICsomes wWere investigated. The influence of temperature, pH and ionic strength was studied using different experimental methods.. These results were then applied to the preparation of giant polymersomes.Moreover, the possibility of using these structures as carriers of substances was analyzed. For this purpose, calcein, a model fluorescent substance, was successfully entrapped in the vesicles. In vitro studies using Human Skin Fibroblasts (HSF) were also performed. The effect of PICsomes on the viability and proliferation of HSFs was studied. Microscopic visualization confirmed accumulation of PICsomes in the HSF cells. The results indicate that these structures are relatively stability, biocompatible and long-circulating in the bloodstream, therefore they may be considered as potential candidates in biomedical applications.