@phdthesis{Trescher2012,
  author    = {Trescher, Karoline},
  title     = {Cokulturtestsystem f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses physikochemischer Eigenschaften von Copolymeren auf das Verhalten von Keratinozyten und Fibroblasten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-62915},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2012},
  abstract  = {Chemische und physikalische Eigenschaften von Polymeren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedlich, z. B. hinsichtlich Adh{\"a}renz oder Funktionalit{\"a}t, beeinflussen. Die Elastizit{\"a}t eines Polymers beeinflusst vor allem, welche Zugkr{\"a}fte eine Zelle gegen{\"u}ber ihrem Substrat entwickeln kann. Das Zellverhalten wird dann {\"u}ber intrazellul{\"a}re R{\"u}ckkopplungsmechanismen reguliert. Die Oberfl{\"a}chenladung und/oder Hydrophilie eines Polymers beeinflusst zun{\"a}chst die Adsorption von Ionen, Proteinen und anderen Molek{\"u}len. Vor allem {\"u}ber die Zusammensetzung, Dichte und Konformation der adsorbierten Komponenten werden anschließend die Wechselwirkungen mit den Zellen vermittelt. Des Weiteren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedliche membranassoziierte Proteine, Zucker und Lipide aufweisen, so dass Polymereigenschaften zellspezifische Effekte bewirken k{\"o}nnen. F{\"u}r biotechnologische Anwendungen und f{\"u}r den Einsatz in der regenerativen Medizin gewinnen Polymere, die spezifische Zellreaktionen regulieren k{\"o}nnen, immer weiter an Bedeutung. Die Isolierung und Kultur von prim{\"a}ren Keratinozyten ist noch immer anspruchsvoll und die ad{\"a}quate Heilung von Hautwunden stellt eine fortw{\"a}hrende medizinische Herausforderung dar. Ein Polymer, das eine bevorzugte Adh{\"a}renz von Keratinozyten bei gleichzeitig verminderter Anheftung dermaler Fibroblasten erm{\"o}glicht, w{\"u}rde erhebliche Vorteile f{\"u}r den Einsatz in der Keratinozyten-Zellkultur und als Wundauflage bieten. Um den potentiell spezifischen Einfluss bestimmter Polymereigenschaften auf prim{\"a}re humane Keratinozyten und dermale Fibroblasten zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Zellkultursystem f{\"u}r die Mono- und Cokultur beider Zelltypen entwickelt. Das Testsystem wurde als Screening konzipiert, um den Einfluss unterschiedlicher Polymereigenschaften in mehreren Abstufungen auf die Zellen zu untersuchen. Folgende Parameter wurden untersucht: 1. Vitalit{\"a}t und Dichte adh{\"a}renter und nicht-adh{\"a}rierter Zellen, 2. Sch{\"a}digung der Zellmembran, 3. selektive Adh{\"a}renz von Keratinozyten in Cokultur durch die spezifische immunzytochemische F{\"a}rbung von Keratin14 und Vimentin. F{\"u}r die Polymere mit variabler Elastizit{\"a}t wurden zus{\"a}tzlich die Ablagerung extrazellul{\"a}rer Matrixkomponenten und die Sekretion l{\"o}slicher Faktoren durch die Zellen untersucht. Als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Elastizit{\"a}t wurden vernetzte Poly(n-butylacrylate) (cPnBA) verwendet, da deren Elastizit{\"a}t durch den Anteil des Vernetzers eingestellt werden kann. Auf dem weniger elastischen cPnBA zeigte sich in der Cokultur ein doppelt so hohes Verh{\"a}ltnis von Keratinozyten zu Fibroblasten wie auf dem elastischeren cPnBA, so dass ein leichter zellselektiver Effekt angenommen werden kann. Acrylnitril-basierte Copolymere wurden als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Oberfl{\"a}chenladung und Hydrophilie verwendet, da die Eigenschaften durch Art und molaren Anteil des Comonomers eingestellt werden k{\"o}nnen. Durch Variation des molaren Anteils der Comonomere mit positiver bzw. negativer Ladung, Methacryls{\"a}ure-2-aminoethylester-hydrochhlorid (AEMA) und N-3-Aminopropyl-methacrylamid-hydro-chlorid (APMA) bzw. Natriumsalz der 2-Methyl-2-propen-1-sulfons{\"a}ure (NaMAS), wurde der Anteil der positiven bzw. negativen Ladung im Copolymer variiert. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des hydrophilen Comonomers N-Vinylpyrrolidon (NVP) wurde die Hydrophilie des Copolymers gesteigert. Die Erh{\"o}hung des molaren Anteils an positiv geladenem Comonomer AEMA im Copolymer f{\"u}hrte tendenziell zu einer h{\"o}heren Keratinozytendichte, wobei die Fibroblastendichte unver{\"a}ndert blieb. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des positiv geladenen Comonomers APMA ergaben sich keine deutlichen Unterschiede in Dichte, Vitalit{\"a}t oder Selektivit{\"a}t der Zellen. Durch die stufenweise Erh{\"o}hung des molaren Anteils des negativ geladenen Comonomers NaMAS konnte, wie im Falle von AEMA, eine Tendenz zur verbesserten Keratinozytenadh{\"a}renz beobachtet werden. Die Steigerung der Hydrophilie der Copolymere f{\"u}hrte sowohl f{\"u}r Keratinozyten als auch f{\"u}r Fibroblasten zu einer reduzierten Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde ein Testverfahren etabliert, das die Untersuchung von prim{\"a}ren humanen Keratinozyten und prim{\"a}ren humanen Fibroblasten in Monokultur und Cokultur auf verschiedenen Polymeren erm{\"o}glicht. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich durch die gezielte Modifizierung verschiedener Polymereigenschaften die Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t beider Zelltypen beeinflussen l{\"a}sst. Die Reduktion der Elastizit{\"a}t sowie die Erh{\"o}hung des molaren Anteils geladener Comonomere f{\"u}hrten zu einer Zunahme der Keratinozytenadh{\"a}renz. Da die Fibroblasten unbeeinflusst blieben, zeigte sich f{\"u}r einige der untersuchten Polymere eine leichte Zellselektivit{\"a}t. Diese k{\"o}nnte durch die weitere Erh{\"o}hung der Steifigkeit oder des Anteils geladener Comonomere m{\"o}glicherweise weiter gesteigert werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{MartinezGuajardo2024,
  author    = {Mart{\´i}nez Guajardo, Alejandro},
  title     = {New zwitterionic polymers for antifouling applications},
  doi       = {10.25932/publishup-62682},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-626820},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XIX, 145},
  year      = {2024},
  abstract  = {The remarkable antifouling properties of zwitterionic polymers in controlled environments are often counteracted by their delicate mechanical stability. In order to improve the mechanical stabilities of zwitterionic hydrogels, the effect of increased crosslinker densities was thus explored. In a first approach, terpolymers of zwitterionic monomer 3-[N -2(methacryloyloxy)ethyl-N,N-dimethyl]ammonio propane-1-sulfonate (SPE), hydrophobic monomer butyl methacrylate (BMA), and photo-crosslinker 2-(4-benzoylphenoxy)ethyl methacrylate (BPEMA) were synthesized. Thin hydrogel coatings of the copolymers were then produced and photo-crosslinked. Studies of the swollen hydrogel films showed that not only the mechanical stability but also, unexpectedly, the antifouling properties were improved by the presence of hydrophobic BMA units in the terpolymers. Based on the positive results shown by the amphiphilic terpolymers and in order to further test the impact that hydrophobicity has on both the antifouling properties of zwitterionic hydrogels and on their mechanical stability, a new amphiphilic zwitterionic methacrylic monomer, 3-((2-(methacryloyloxy)hexyl)dimethylammonio)propane-1-sulfonate (M1), was synthesized in good yields in a multistep synthesis. Homopolymers of M1 were obtained by free-radical polymerization. Similarly, terpolymers of M1, zwitterionic monomer SPE, and photo-crosslinker BPEMA were synthesized by free-radical copolymerization and thoroughly characterized, including its solubilities in selected solvents. Also, a new family of vinyl amide zwitterionic monomomers, namely 3-(dimethyl(2-(N -vinylacetamido)ethyl)ammonio)propane-1-sulfonate (M2), 4-(dimethyl(2-(N-vinylacetamido)ethyl)ammonio)butane-1-sulfonate (M3), and 3-(dimethyl(2-(N-vinylacetamido)ethyl)ammonio)propyl sulfate (M4), together with the new photo-crosslinker 4-benzoyl-N-vinylbenzamide (M5) that is well-suited for copolymerization with vinylamides, are introduced within the scope of the present work. The monomers are synthesized with good yields developing a multistep synthesis. Homopolymers of the new vinyl amide zwitterionic monomers are obtained by free-radical polymerization and thoroughly characterized. From the solubility tests, it is remarkable that the homopolymers produced are fully soluble in water, evidence of their high hydrophilicity. Copolymerization of the vinyl amide zwitterionic monomers, M2, M3, and M4 with the vinyl amide photo-crosslinker M5 proved to require very specific polymerization conditions. Nevertheless, copolymers were successfully obtained by free-radical copolymerization under appropriate conditions. Moreover, in an attempt to mitigate the intrinsic hydrophobicity introduced in the copolymers by the photo-crosslinkers, and based on the proven affinity of quaternized diallylamines to copolymerize with vinyl amides, a new quaternized diallylamine sulfobetaine photo-crosslinker 3-(diallyl(2-(4-benzoylphenoxy)ethyl)ammonio)propane-1-sulfonate (M6) is synthesized. However, despite a priori promising copolymerization suitability, copolymerization with the vinyl amide zwitterionic monomers could not be achieved.},
  language  = {en}
}