Synthese von antimikrobiellen Polymer-Antibiotika-Konjugaten und Konjugat-Netzwerken

Abstract

In Zeiten sich schnell ausbreitender Infektionskrankheiten und resistenter Bakterien existiert ein wachsender Bedarf an neuen Antibiotika. Die Formulierung und Derivatisierung von bekannten Antibiotika ist eine viel versprechende Alternative zur Entwicklung neuer antimikrobieller Verbindungen. Dabei rückt vor allem die Kombination mit Makromolekülen in den Fokus der Wissenschaft. Daher war das Ziel dieser Arbeit die kovalente Verknüpfung von Ciprofloxacin und Penicillin mit dem Polymer Poly(2-oxazolin). Zusätzlich sollten die Konjugate für die Herstellung von antimikrobiellen Materialien verwendet werden. Die Konjugation von Ciprofloxacin mit Poly(2-oxazolinen) führt zu antimikrobiell aktiven Polymer-Antibiotika-Konjugaten. Dabei zeigt die Aktivität dieser Konjugate eine starke Abhängigkeit von der Polymer-Antibiotikum-Bindung. So besitzen die Ciprofloxacin-Konjugate verschiedene Aktivitätsprofile abhängig vom „Spacer“ der zwischen Polymerrückgrat und Antibiotikum liegt. Weiterhin zeigen sowohl das Polymerrückgrat als auch das Molekulargewicht einen Einfluss auf die Aktivität der Konjugate. Die Konjugate besitzen eine hohe Hämo- und Biokompatibilität. Außerdem konnte für eines der Konjugate ein geringes Potential zur Resistenzbildung bei S. aureus im Vergleich zu reinem Ciprofloxacin festgestellt werden. Die Konjugation von Penicillin G und Penicillin V mit Poly(2-oxazolin) wurde mittels einer Direktterminierung des lebenden Polymerkettenendes mit den Antibiotika durchgeführt. Die resultierenden Penicillin-Konjugate zeigen eine niedrigere Aktivität im Vergleich zu den entsprechenden Penicillinen. Jedoch verlieren die unmodifizierten Penicilline in Anwesenheit des Enzyms Penicillinase ihre Aktivität im Gegensatz zu den Penicillin-Konjugaten, welche noch aktiv sind. Der Einbau einer quartären Ammoniumgruppe führt zu einer Erhöhung der Konjugataktivität in Anwesenheit und Abwesenheit von Penicillinase. Des Weiteren konnten mit Hilfe der Antibiotika-Konjugate und amphiphile ABA-Triblockcopolymere antimikrobielle Materialien hergestellt werden. Diese Materialien sind hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Aktivität schaltbar.