Responsive and non-responsive soft matter nanomedicines for biomedical applications

Abstract

The thesis outlines possible medical applications of soft matter assemblies as nanotechnology based systems as well as their potential in the emerging field of nanomedicine. Nanomedicine can be defined as the investigation area encompassing the design of diagnostics and therapeutics at the nanoscale, including nanobots, nanobiosensors, nanoparticles and other nanodevices, for the remediation, prevention and diagnosis of a variety of illnesses. The ultimate goal of nanomedicine is to improve patient quality-of-life. Because nanomedicine includes the rational design of an enormous number of nanotechnology-based products focused on miscellaneous diseases, a variety of nanomaterials can be employed. Therefore, the thesis is driven by a focus on recent advances in the manufacture of soft matter-based nanomedicines specifically designed to improve cancer diagnostics and chemotherapy efficacy. It will in particular highlight liposomes, polymer-drug conjugates, drug- loaded block copolymer micelles and biodegradable polymeric nanoparticles, emphasizing the current investigations and potential novel approaches towards overcoming the remaining challenges in the field as well as a brief overview of formulations that are in clinical trials and marketed products. Based on vehicle-related and...

Souhrn Dizertace představuje možná biolékařská použití samoasociovaných polymerních systémů a jejich potenciál v rozvíjejícím se oboru nanomedicíny. Nanomedicína zahrnuje přípravu a vývoj diagnostických a terapeutických systémů v nanoměřítku, například nanorobotů, nanobiosensorů, nanočástic pro prevenci, diagnósu a léčbu celé řady onemocnění. Cílem nanomedicíny je zkvalitnění života pacientů. V nanomedicíně lze použít obrovské množství různých nanomateriálů. V dizertaci se zaměřujeme na aktuální pokroky v přípravě polymerních nanoléčiv zaměřených na zvýšení účinnosti léčby a diagnostiky nádorových onemocnění. Zvláštní pozornost bude věnována liposomům, konjugátům polymer-léčivo, polymerním micelám a biodegradovatelným nanočásticím s inkorporovaným léčivem. Zdůrazněny budou nové přístupy k překonání hlavních poblémů oboru a uveden krátký přehled přípravků, které jsou ve fázi klinických zkoušek, případně které jsou již používány v terapeutické praxi. Se znalostí bariér pro akumulaci nanočástic v nádoru způsobených fyziologicky nebo typem polymerního nosiče jsme syntetizovali micely blokových kopolymerů a biodegradovatelné nanočástice s inkorporovaným léčivem. Systémy reagující a nereagující na změny vnějšího prostředí byly dále charakterizovány a byla stanovena jejich in vitro a in vivo chemoterapeutická účinnost.