Efficacy studies on diblock copolymers for immunoprotective alginate-based microcapsules

In dit proefschrift is aangetoond dat kleine variaties in de compositie van alginaat grote gevolgen kunnen hebben voor de immuunrespons tegen op alginaat gebaseerde microkapsels. Dit blijkt te maken te hebben met de binding van PLL aan het oppervlak van de alginaat-kapsels. Om dit probleem te verhelpen werd onderzocht of een beschermende diblok copolymeer laag aan het oppervlak van de kapsels een oplossing kan zijn. Verschillende PEG-b-PLL and PNIPAAm(-PAAm)-b-PLL copolymeren werden op de alginaat kapsels aangebracht. Het bindingsproces werd bestudeerd door fluorescentie-labeling van de PEG-blokken, alsmede door Fourier Transform infrarood (FTIR) spectroscopie en door atomic force microscopie (AFM). De fluorescentie-labeling liet zien dat een bepaalde blok-grootte noodzakelijk was om de kapsels voldoende stabiliteit te geven en dat verzadiging van het oppervlak met de diblok copolymeren optrad na 30-60 minuten. Dit bleek ook voldoende voor immunoprotectie en structurele stabiliteit. Echter de PEG-b-PLL-alginaat kapsels veroorzaakten een sterke ontstekingsreaktie tijdens het in-vivo onderzoek in muizen. De FTIR-studie demonstreerde vervolgens dat een langere incubatietijd tot 50 uur noodzakelijk was om voldoende oppervlakte verzadiging te krijgen. In tegenstelling tot de fluorescentie-labeling studie, bleek uit zowel de FTIR als AFM resultaten dat de copolymeren de alginaat-gel penetreren. Het invoeren van de PLL-voorbehandeling reduceerde de penetratie en zorgde daarmee ook voor een betere oppervlakte-dekking. Dit werd ook bevestigd door de hoge retrieval-percentages en het lage aantal kapsels dat was aangetast door een immuunrespons. Het onderzoek toont hiermee aan dat PEG-b-PLL copolymeren uitstekend dienst kunnen doen als anti-biofouling laag op alginaat-kapsels.