Synthesis and characterization of the new nanocarriers for biologically active substances based on the lipid vesicles stabilized with the silicone layer.

Celem pracy magisterskiej była synteza i charakterystyka serii pęcherzyków lipidowych stabilizowanych warstwą silikonową. W wyniku przeprowadzonych badań dzięki utworzeniu warstwy silikonowej wewnątrz dwuwarstwy lipidowej dokonano efektywnej stabilizacji liposomów kationowych PC/DODAB. Otrzymane nanostruktury scharakteryzowano za pomocą szeregu metod w tym: dynamicznego rozpraszania światła, pomiarów potencjału zeta, transmisyjnej mikroskopii elektronowej, miareczkowania spektrofoto- i spektrofluorymetrycznego. Optymalizacja warunków syntezy oraz dobór ilości wprowadzanego prekursora silikonowego: 1,3,5,7-tetrametylocyklotetrasiloksanu (D4H) pozwoliły na otrzymanie struktur z modulowaną charakterystyką przepuszczalności. Zamknięcie w nanonośnikach związku modelowego- kalceiny pozwoliło na zaobserwowanie odmiennych profil uwalniania tego związku i wyznaczenie wydajności jego zamykania. W oparciu o zdjęcia wykonane techniką TEM i pomiary metodą DLS stwierdzono, iż otrzymane obiekty zachowują morfologię typową dla pęcherzyków lipidowych. Badania in-vitro wykazały, iż zsyntezowane nanonośniki nie wykazują toksyczności względem dwóch linii komórkowych, co jest istotne w kontekście ich potencjalnych zastosowań biomedycznych. Najlepszymi parametrami charakteryzuje się układ otrzymany w wyniku polimeryzacji D4H wprowadzonego w ilości stanowiącej 60% molowych użytych lipidów.

The primary goal of the work was the synthesis and characterization of the group of the new nanocarriers which were based on the lipid vesicles stabilized with the silicone layer. Making silicone layer inside lipid bilayer allowed us to effectively stabilize cationic liposomes (PC/DODAB). The obtained nanostructures were characterized by Dynamic Light Scattering method, zeta potential measurements, transmission electron microscopy, UV-ViS and fluorescence spectroscopy. Optimization of synthesis conditions and selection of amount of silicone precursor 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (D4H) enabled us to receive stable nanocarriers with the tunable permeability characteristic. The encapsulation of the hydrophilic model compound (calceine) let us observe various calcein release profiles and calculate encapsulation efficiency of this substance (EE). TEM observations and DLS measurements proved that the silicone-coated liposomes have typical lipid vesicle’s morphology and sizes. In vitro studies showed that synthesized materials are not toxic to cell lines used which is important considering their potential biomedical applications. Obtained results clearly proved that the best parameters have ss-lip-60% nanocarriers received by polymerization of D4H introduced into lipid bilayer in amount of 60 mol% of lipids used.