Hydrogels based on poly(2-oxazoline)s as ultrasound-responsive materials for drug delivery

Abstract

Poly(2-oxazoline) gewinnen immer mehr an Aufmerksamkeit, da sie biokompatibel, wasserlöslich und funktionelle Gruppe leicht einzuführen sind. Sie können in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden, insbesondere als Ersatz für Poly(ethylenglycol). Für Wirkstoffabgabesysteme können solche Materialien als Hydrogele mit verkapselten Wirkstoffen eingesetzt werden.Ziel ist die Herstellung von Poly(2-oxazolinen), die zu Hydrogelen vernetzt werden können. Die beiden Vernetzungsstrategien sind erstens die Einführung von Cumarin-Einheiten, die bei Bestrahlung über [2 + 2]-Cycloaddition Dimere bilden, und zweitens die Bildung von Disulfidbrücken durch Redoxreaktion von Poly(2-oxazolinen) mit freien Thiolen als funktionelle Gruppe. Um den Wirkstoff aus dem späteren Wirkstoffabgabesystems freizusetzen zu können, ist es möglich diese vernetzten Bindungen durch Ultraschall wieder zu spalten.

Poly(2-oxazoline)s are gaining more and more attention as they are biocompatible, watersoluble and it is easy to introduce functional groups. They can be used in medical applications, especially as replacement for poly(ethylene glycol). For drug delivery systems, such materials can be brought into action as hydrogels with encapsulated drugs.The aim is to synthesize poly(2-oxazoline)s which can be crosslinked to receive hydrogels. The two strategies for crosslinking are firstly the introduction of coumarin moieties, which are forming dimers via [2+2] cycloaddition when irradiated, and secondly the formation of disulfide bridges via redox reaction of poly(2-oxazoline)s with free thiols as pendant group. In order to release the drug of the further drug delivery system, these crosslinked bonds could be cleaved by ultrasound.