Αυτο-οργανούμενες Νανοδομές Συμπολυμερών κατά Συστάδες για Εγκλωβισμό/Ελεγχόμενη Αποδέσμευση Φαρμάκων, Γονιδίων και Πρωτεϊνών για Βιολογικές Εφαρμογές

Τα αμφίφιλα συμπολυμερή αποτελούν ένα ευρύ και σημαντικό αντικείμενο έρευνας για βιολογικές εφαρμογές, λόγω της χαρακτηριστικής μοριακής τους δομής, της ιδιαίτερης αυτο-οργάνωσής τους σε πολύπλοκες δομές και των ιδιαίτερων φυσικοχημικών ιδιοτήτων που παρουσιάζουν όταν εισαχθούν σε κατάλληλο διαλύτη. Τα διυδρόφιλα συμπολυμερή πολυηλεκτρολυτικού τύπου από την άλλη μεριά, αποτελούν ένα αρκετά ενδιαφέρον αντικείμενο έρευνας ως προς την σύνθεση και τις μοναδικές ιδιότητές τους, καθώς συνδυάζουν τα δομικά χαρακτηριστικά των πολυηλεκτρολυτών, των διυδρόφιλων συμπολυμερών και των επιφανειοδραστικών ουσιών. Τα νανοσυστήματα μεταφοράς φαρμάκων, γονιδίων και πρωτεϊνών βασισμένα σε αμφίφιλα και διυδρόφιλα συμπολυμερή έχουν φέρει επανάσταση στη φαρμακευτική έρευνα και ανάπτυξη τις τελευταίες δεκαετίες, προσδίδοντας στα φάρμακα αυξημένη σταθερότητα και υδατοδιαλυτότητα, παρατείνοντας τον χρόνο κυκλοφορίας τους, ενισχύοντας τον ρυθμό πρόσληψής τους από τα κύτταρα-ιστούς στόχους, μειώνοντας την αποικοδόμηση των εγκλωβισμένων ενζύμων και θεραπευτικών πρωτεϊνών/πεπτιδίων και ελέγχοντας την απελευθέρωση του φαρμάκου. Στη παρούσα διδακτορική διατριβή, αρχικά συντέθηκαν πέντε διαφορετικά συστήματα αμφίφιλων και διυδρόφιλων συμπολυμερών σε διαφορετικές χημικές συστάσεις και μετέπειτα χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό καινοτόμων πολυμερικών φαρμακευτικών, γονιδιακών και πρωτεϊνικών νανοφορέων. Ειδικότερα, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση δύο αμφίφιλων δισυσταδικών συμπολυμερών του τύπου PnBA-b-POEGA μέσω RAFT και PEO-b-PCL μέσω CROP καθώς και ενός αμφίφιλου PPhOxz-grad-PMeOxz βαθμωτού συμπολυμερούς μέσω κατιοντικού πολυμερισμού. Τα αμφίφιλα συμπολυμερή χρησιμοποιήθηκαν ως μικκυλιακοί φορείς για τον εγκλωβισμό του υδρόφοβου φαρμάκου λοζαρτάνη (LSR) στον υδρόφοβο πυρήνα του PnBA, της PCL και της PPhOxz αντίστοιχα. Στη συνέχεια, συντέθηκαν μέσω RAFT τέσσερα διυδρόφιλα POEGMA-b-PVBTMAC δισυσταδικά και P(OEGMA-co-VBTMAC) στατιστικά συμπολυμερή, που μετέπειτα χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό νανοφορέων ινσουλίνης (INS). Κατόπιν, το POEGMA-b-PVBTMAC δισυσταδικό συμπολυμερές χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω για την ανάπτυξη πολυλειτουργικών νανοδομών μέσω της ηλεκτροστατικής συμπλοκοποίησης αρχικά με υδρόφιλα ανόργανα μαγνητικά νανοσωματίδια (MNPs) και μετέπειτα με DNA. Τα μοριακά χαρακτηριστικά των PnBA-b-POEGA, POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC) συμπολυμερών προσδιορίστηκαν μέσω SEC και 1H-NMR, διαπιστώνοντας την επιτυχημένη και ελεγχόμενη διαδικασία πολυμερισμού. Ο δομικός και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των συμπολυμερών και πολυμερικών νανοφορέων σε υδατικά μέσα μελετήθηκε χρησιμοποιώντας τις τεχνικές DLS, SLS, ELS, ATR-FTIR, UV-Vis, FS, 1D-2DNMR και Cryo-TEM. Τα φυσικοχημικά αποτελέσματα των διαλυμάτων συμπολυμερούς/φαρμάκου και των συμπλόκων συμπολυμερούς/INS επιβεβαίωσαν την παρουσία LSR στα μικκύλια των PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL και PPhOxz-grad-PMeOxz και κατέδειξαν την αποτελεσματική συμπλοκοποίηση της INS με τα συμπολυμερή POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC). Επιπλέον, οι αλληλεπιδράσεις FBS με τα συμπολυμερή, τα διαλύματα συμπολυμερούς/φαρμάκου και τα σύμπλοκα συμπολυμερούς/INS κατέδειξαν μια πολύ καλή σταθερότητα των νανονοδομών συμπολυμερούς και των νανοφορέων σε βιολογικό περιβάλλον. Τα πειράματα 2D-NOESY των PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL και PPhOxz-grad-PMeOxz συμπολυμερών κατέδειξαν ισχυρές διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ της LSR με συγκεκριμένα πρωτόνια των συμπολυμερών, επιβεβαιώνοντας την ενθυλάκωση της LSR στα πολυμερικά μικκύλια. Σύμφωνα με τις μετρήσεις Cryo-TEM, τα POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC) συμπολυμερή σχημάτισαν συσσωματώματα και νηματοειδείς δομές μετά την συμπλοκοποίησή τους με INS. Τα MNPs νανοσωματίδια διατήρησαν τις μαγνητικές τους ιδιότητες μετά τη συμπλοκοποίησή τους με το συμπολυμερές και τα νουκλεϊκά οξέα, καθιστώντας τα τριμερή υβριδικά σύμπλοκα αποκρίσιμα σε εξωτερικά εφαρμοζόμενα μαγνητικά πεδία.Amphiphilic copolymers attract the scientific interest due to their characteristic molecular structure, to their unique property to self-assemble in aqueous solutions into complex structures and their intriguing physicochemical features, which allows their utilization in biomedical applications. Double-hydrophilic polyelectrolyte copolymers, on the other hand, display great scientific interest in terms of their synthesis and unique properties, as they combine the structural properties of polyelectrolytes, double-hydrophilic copolymers and surfactants. Nano-drug delivery systems based on amphiphilic and double-hydrophilic copolymers have revolutionized drug, gene, and protein delivery in the last few decades, endowing drugs with increased stability and water solubility, prolonging their circulation time, enhancing the uptake rate of target cells or tissues, reducing enzyme and therapeutic protein/peptide degradation and controlling the release of the drug. In the present doctoral thesis, five different systems of amphiphilic and double-hydrophilic copolymers were synthesized and were further utilized for the development of novel, highly-stable drug/gene/protein polymeric nanocarriers. Specifically, two amphiphilic diblocks and one gradient copolymer namely the PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz copolymers were synthesized by RAFT, CROP and cationic polymerization, respectively. Amphiphilic copolymer micelles served as the nanocarriers for the subsequent encapsulation of the hydrophobic drug losartan (LSR) into the hydrophobic core of PnBA, PCL and PPhOxz. Furthermore, four biocompatible block POEGMA-b-PVBTMAC and statistical P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers were synthesized by RAFT and were further used for the design of biocompatible insulin (INS) nanocarriers. Moreover, multifunctional hybrid spherical-shaped nanostructures, formed by a double-hydrophilic POEGMA-b-PVBTMAC block copolymer synthesized by RAFT, hydrophilic MNPs and short linear DNA, were subsequently developed and studied. The molecular characteristics of PnBA-b-POEGA, POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers were determined by SEC and 1H-NMR, underlying the success and controlled nature of the polymerization process. The structural and physicochemical characterization both of copolymers and polymeric nanocarriers was studied in aqueous media using DLS, SLS, ELS, ATR-FTIR, UV-Vis, FS, 1D-2D NMR and Cryo-TEM techniques. Physicochemical results of copolymer/drug solutions and copolymer/INS complexes confirmed the presence of LSR in the PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz nanoassemblies and the efficient complexation of INS with POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) polyelectrolytes. In addition, FBS interactions with copolymers, copolymer/drug solutions, and copolymer/INS complexes manifested a very good stability of copolymer nanostructures and nanocarriers into a biological environment. 2D-NOESY experiments of PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz copolymers evidenced strong intermolecular interactions between copolymers and LSR moieties, documenting the successful encapsulation of LSR into the micelles. According to Cryo-TEM results, the POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers formed aggregates and threadlike structures after their complexation with INS molecules. Magnetophoretic experiments verified that the MNPs maintain their magnetic properties after their complexation with the copolymer and nucleic acids, enriching the hybrid ternary complexes with magnetic field responsiveness

The Internal Sequence of the Peptide-Substrate Determines Its N-Terminus Trimming by ERAP1

Background: Endoplasmic reticulum aminopeptidase 1 (ERAP1) trims N-terminally extended antigenic peptide precursors down to mature antigenic peptides for presentation by major histocompatibility complex (MHC) class I molecules. ERAP1 has unique properties for an aminopeptidase being able to trim peptides in vitro based on their length and the nature of their C-termini. Methodology/Principal Findings: In an effort to better understand the molecular mechanism that ERAP1 uses to trim peptides, we systematically analyzed the enzyme's substrate preferences using collections of peptide substrates. We discovered strong internal sequence preferences of peptide N-terminus trimming by ERAP1. Preferences were only found for positively charged or hydrophobic residues resulting to trimming rate changes by up to 100 fold for single residue substitutions and more than 40,000 fold for multiple residue substitutions for peptides with identical N-termini. Molecular modelling of ERAP1 revealed a large internal cavity that carries a strong negative electrostatic potential and is large enough to accommodate peptides adjacent to the enzyme's active site. This model can readily account for the strong preference for positively charged side chains. Conclusions/Significance: To our knowledge no other aminopeptidase has been described to have such strong preferences for internal residues so distal to the N-terminus. Overall, our findings indicate that the internal sequence of the peptide can affect its trimming by ERAP1 as much as the peptide's length and C-terminus. We therefore propose that ERAP1 recognizes the full length of its peptide-substrate and not just the N- and C- termini. It is possible that ERAP1 trimming preferences influence the rate of generation and the composition of antigenic peptides in vivo

Curcumin-Loaded PnBA-b-POEGA Nanoformulations: A Study of Drug-Polymer Interactions and Release Behavior

The current study focuses on the development of innovative and highly-stable curcumin (CUR)-based therapeutics by encapsulating CUR in biocompatible poly(n-butyl acrylate)-block-poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether acrylate) (PnBA-b-POEGA) micelles. State-of-the-art methods were used to investigate the encapsulation of CUR in PnBA-b-POEGA micelles and the potential of ultrasound to enhance the release of encapsulated CUR. Dynamic light scattering (DLS), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopies confirmed the successful encapsulation of CUR within the hydrophobic domains of the copolymers, resulting in the formation of distinct and robust drug/polymer nanostructures. The exceptional stability of the CUR-loaded PnBA-b-POEGA nanocarriers over a period of 210 days was also demonstrated by proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectroscopy studies. A comprehensive 2D NMR characterization of the CUR-loaded nanocarriers authenticated the presence of CUR within the micelles, and unveiled the intricate nature of the drug-polymer intermolecular interactions. The UV-Vis results also indicated high encapsulation efficiency values for the CUR-loaded nanocarriers and revealed a significant influence of ultrasound on the release profile of CUR. The present research provides new understanding of the encapsulation and release mechanisms of CUR within biocompatible diblock copolymers and has significant implications for the advancement of safe and effective CUR-based therapeutics

Self-assembled block copolymer nanostructures for encapsulation/controlled release of drugs, genes and proteins for biological applications

Amphiphilic copolymers attract the scientific interest due to their characteristic molecular structure, to their unique property to self-assemble in aqueous solutions into complex structures and their intriguing physicochemical features, which allows their utilization in biomedical applications.Double-hydrophilic polyelectrolyte copolymers, on the other hand, display great scientific interest in terms of their synthesis and unique properties, as they combine the structural properties of polyelectrolytes, double-hydrophilic copolymers and surfactants. Nano-drug delivery systems based on amphiphilic and double-hydrophilic copolymers have revolutionized drug, gene, and protein delivery in the last few decades, endowing drugs with increased stability and water solubility, prolonging their circulation time, enhancing the uptake rate of target cells or tissues, reducing enzyme and therapeutic protein/peptide degradation and controlling the release of the drug.In the present doctoral thesis, five different systems of amphiphilic and double-hydrophilic copolymers were synthesized and were further utilized for the development of novel, highly-stable drug/gene/protein polymeric nanocarriers. Specifically, two amphiphilic diblocks and one gradient copolymer namely the PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz copolymers were synthesized by RAFT, CROP and cationic polymerization, respectively. Amphiphilic copolymer micelles served as the nanocarriers for the subsequent encapsulation of the hydrophobic drug losartan (LSR) into the hydrophobic core of PnBA, PCL and PPhOxz. Furthermore, four biocompatible block POEGMA-b-PVBTMAC and statistical P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers were synthesized by RAFT and were further used for the design of biocompatible insulin (INS) nanocarriers. Moreover, multifunctional hybrid spherical-shaped nanostructures, formed by a double-hydrophilic POEGMA-b-PVBTMAC block copolymer synthesized by RAFT, hydrophilic MNPs and short linear DNA, were subsequently developed and studied.The molecular characteristics of PnBA-b-POEGA, POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers were determined by SEC and 1H-NMR, underlying the success and controlled nature of thepolymerization process. The structural and physicochemical characterization both of copolymers and polymeric nanocarriers was studied in aqueous media using DLS, SLS, ELS, ATR-FTIR, UV-Vis, FS, 1D-2D NMR and Cryo-TEM techniques. Physicochemical results of copolymer/drug solutions and copolymer/INS complexes confirmed the presence of LSR in the PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz nanoassemblies and the efficient complexation of INS with POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) polyelectrolytes. In addition, FBS interactions with copolymers, copolymer/drug solutions, and copolymer/INS complexes manifested a very good stability of copolymer nanostructures and nanocarriers into a biological environment. 2D-NOESY experiments of PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL and PPhOxz-grad-PMeOxz copolymers evidenced strong intermolecular interactions between copolymers and LSR moieties, documenting the successful encapsulation of LSR into the micelles. According to Cryo-TEM results, the POEGMA-b-PVBTMAC and P(OEGMA-co-VBTMAC) copolymers formed aggregates and threadlike structures after their complexation with INS molecules. Magnetophoretic experiments verified that the MNPs maintain their magnetic properties after their complexation with the copolymer and nucleic acids, enriching the hybrid ternary complexes with magnetic field responsiveness.Τα αμφίφιλα συμπολυμερή αποτελούν ένα ευρύ και σημαντικό αντικείμενο έρευνας για βιολογικές εφαρμογές, λόγω της χαρακτηριστικής μοριακής τους δομής, της ιδιαίτερης αυτο-οργάνωσής τους σε πολύπλοκες δομές και των ιδιαίτερων φυσικοχημικών ιδιοτήτων που παρουσιάζουν όταν εισαχθούν σε κατάλληλο διαλύτη. Τα διυδρόφιλα συμπολυμερή πολυηλεκτρολυτικού τύπου από την άλλη μεριά, αποτελούν ένα αρκετά ενδιαφέρον αντικείμενο έρευνας ως προς την σύνθεση και τις μοναδικές ιδιότητές τους, καθώς συνδυάζουν τα δομικά χαρακτηριστικά των πολυηλεκτρολυτών, των διυδρόφιλων συμπολυμερών και των επιφανειοδραστικών ουσιών. Τα νανοσυστήματα μεταφοράς φαρμάκων, γονιδίων και πρωτεϊνών βασισμένα σε αμφίφιλα και διυδρόφιλα συμπολυμερή έχουν φέρει επανάσταση στη φαρμακευτική έρευνα και ανάπτυξη τις τελευταίες δεκαετίες, προσδίδοντας στα φάρμακα αυξημένη σταθερότητα και υδατοδιαλυτότητα, παρατείνοντας τον χρόνο κυκλοφορίας τους, ενισχύοντας τον ρυθμό πρόσληψής τους από τα κύτταρα-ιστούς στόχους, μειώνοντας την αποικοδόμηση των εγκλωβισμένων ενζύμων και θεραπευτικών πρωτεϊνών/πεπτιδίων και ελέγχοντας την απελευθέρωση του φαρμάκου.Στη παρούσα διδακτορική διατριβή, αρχικά συντέθηκαν πέντε διαφορετικά συστήματα αμφίφιλων και διυδρόφιλων συμπολυμερών σε διαφορετικές χημικές συστάσεις και μετέπειτα χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό καινοτόμων πολυμερικών φαρμακευτικών, γονιδιακών και πρωτεϊνικών νανοφορέων. Ειδικότερα, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση δύο αμφίφιλων δισυσταδικών συμπολυμερών του τύπου PnBA-b-POEGA μέσω RAFT και PEO-b-PCL μέσω CROP καθώς και ενός αμφίφιλου PPhOxz-grad-PMeOxz βαθμωτού συμπολυμερούς μέσω κατιοντικού πολυμερισμού. Τα αμφίφιλα συμπολυμερή χρησιμοποιήθηκαν ως μικκυλιακοί φορείς για τον εγκλωβισμό του υδρόφοβου φαρμάκου λοζαρτάνη (LSR) στον υδρόφοβο πυρήνα του PnBA, της PCL και της PPhOxz αντίστοιχα. Στη συνέχεια, συντέθηκαν μέσω RAFT τέσσερα διυδρόφιλα POEGMA-b-PVBTMAC δισυσταδικά και P(OEGMA-co-VBTMAC) στατιστικά συμπολυμερή, που μετέπειτα χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό νανοφορέων ινσουλίνης (INS). Κατόπιν, το POEGMA-b-PVBTMAC δισυσταδικό συμπολυμερές χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω για την ανάπτυξη πολυλειτουργικών νανοδομώνμέσω της ηλεκτροστατικής συμπλοκοποίησης αρχικά με υδρόφιλα ανόργανα μαγνητικά νανοσωματίδια (MNPs) και μετέπειτα με DNA.Τα μοριακά χαρακτηριστικά των PnBA-b-POEGA, POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC) συμπολυμερών προσδιορίστηκαν μέσω SEC και 1H-NMR, διαπιστώνοντας την επιτυχημένη και ελεγχόμενη διαδικασία πολυμερισμού. Ο δομικός και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των συμπολυμερών και πολυμερικών νανοφορέων σε υδατικά μέσα μελετήθηκε χρησιμοποιώντας τις τεχνικές DLS, SLS, ELS, ATR-FTIR, UV-Vis, FS, 1D-2DNMR και Cryo-TEM. Τα φυσικοχημικά αποτελέσματα των διαλυμάτων συμπολυμερούς/φαρμάκου και των συμπλόκων συμπολυμερούς/INS επιβεβαίωσαν την παρουσία LSR στα μικκύλια των PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL και PPhOxz-grad-PMeOxz και κατέδειξαν την αποτελεσματική συμπλοκοποίηση της INS με τα συμπολυμερή POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC). Επιπλέον, οι αλληλεπιδράσεις FBS με τα συμπολυμερή, τα διαλύματα συμπολυμερούς/φαρμάκου και τα σύμπλοκα συμπολυμερούς/INS κατέδειξαν μια πολύ καλή σταθερότητα των νανονοδομών συμπολυμερούς και των νανοφορέων σε βιολογικό περιβάλλον. Τα πειράματα 2D-NOESY των PnBA-b-POEGA, PEO-b-PCL και PPhOxz-grad-PMeOxz συμπολυμερών κατέδειξαν ισχυρές διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ της LSR με συγκεκριμένα πρωτόνια των συμπολυμερών, επιβεβαιώνοντας την ενθυλάκωση της LSR στα πολυμερικά μικκύλια. Σύμφωνα με τις μετρήσεις Cryo-TEM, τα POEGMA-b-PVBTMAC και P(OEGMA-co-VBTMAC) συμπολυμερή σχημάτισαν συσσωματώματα και νηματοειδείς δομές μετά την συμπλοκοποίησή τους με INS. Τα MNPs νανοσωματίδια διατήρησαν τις μαγνητικές τους ιδιότητες μετά τη συμπλοκοποίησή τους με το συμπολυμερές και τα νουκλεϊκά οξέα, καθιστώντας τα τριμερή υβριδικά σύμπλοκα αποκρίσιμα σε εξωτερικά εφαρμοζόμενα μαγνητικά πεδία

Nano-Sized Polyelectrolyte Complexes Formed between Poly(vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride) and Insulin

Novel biohybrid homo-polyelectrolyte-based nanocarriers were formed by the complexation of insulin (INS) with a biocompatible and cationic polyelectrolyte, namely, poly(vinyl benzyl trimethylammonium chloride) (PVBTMAC). According to light-scattering techniques, the hydrophilic PVBTMAC homo-polyelectrolyte forms single chains in aqueous media. The resulting biohybrid PVBTMAC/INS nanocarriers were formed via electrostatic co-assembly. The effects of polyelectrolyte structure and content on the characteristics of the formed PVBTMAC/INS complexes were studied. A significant aggregation tendency of the PVBTMAC/INS complexes was observed, based on the physicochemical results, especially at high protein concentration, corroborating the effective electrostatic interaction of INS with the cationic polyelectrolyte. The physicochemical properties of the formed PVBTMAC/INS nanocarriers depended on the concentration of the stock polymer and INS solutions. A neat PVBTMAC homo-polymer and PVBTMAC/INS nanocarriers demonstrated good serum stability in the presence of fetal bovine serum (FBS) proteins. Fluorescence spectroscopy (FS) studies revealed no INS conformational changes after its complexation with the cationic PVBTMAC polyelectrolyte. The obtained PVBTMAC/INS complexes demonstrated considerable and promising characteristics for potential use as insulin delivery systems

Biocompatible PEO-b-PCL Nanosized Micelles as Drug Carriers: Structure and Drug–Polymer Interactions

We report on the preparation of drug nanocarriers by encapsulating losartan potassium (LSR) into amphiphilic block copolymer micelles, utilizing the biocompatible/biodegradable poly(ethylene oxide)-b-poly(ε-caprolactone) (PEO-b-PCL) diblock copolymer. The PEO-b-PCL micelles and LSR-loaded PEO-b-PCL nanocarriers were prepared by organic solvent evaporation method (OSEM). Light scattering and nuclear magnetic resonance (NMR) provide information on micelle structure and polymer–drug interactions. According to dynamic light scattering (DLS) analysis, the PEO-b-PCL micelles and LSR-loaded PEO-b-PCL nanocarriers formed nanostructures in the range of 17–26 nm in aqueous milieu. Attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) and ultraviolet-visible (UV-Vis) measurements confirmed the presence of LSR in the polymeric drug solutions. NMR results proved the successful encapsulation of LSR into the PEO-b-PCL micelles by analyzing the drug–micelles intermolecular interactions. Specifically, 2D-NOESY experiments clearly evidenced the intermolecular interactions between the biphenyl ring and butyl chain of LSR structure with the methylene signals of PCL. Additionally, NMR studies as a function of temperature demonstrated an unexpected, enhanced proton mobility of the PEO-b-PCL micellar core in D2O solutions, probably caused by the melting of the PCL hydrophobic core

Nano-Assemblies from Amphiphilic PnBA-b-POEGA Copolymers as Drug Nanocarriers

The focus of this study is the development of highly stable losartan potassium (LSR) polymeric nanocarriers. Two novel amphiphilic poly(n-butyl acrylate)-block-poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether acrylate) (PnBA-b-POEGA) copolymers with different molecular weight (Mw) of PnBA are synthesized via reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, followed by the encapsulation of LSR into both PnBA-b-POEGA micelles. Based on dynamic light scattering (DLS), the PnBA30-b-POEGA70 and PnBA27-b-POEGA73 (where the subscripts denote wt.% composition of the components) copolymers formed micelles of 10 nm and 24 nm in water. The LSR-loaded PnBA-b-POEGA nanocarriers presented increased size and greater mass nanostructures compared to empty micelles, implying the successful loading of LSR into the inner hydrophobic domains. A thorough NMR (nuclear magnetic resonance) characterization of the LSR-loaded PnBA-b-POEGA nanocarriers was conducted. Strong intermolecular interactions between the biphenyl ring and the butyl chain of LSR with the methylene signals of PnBA were evidenced by 2D-NOESY experiments. The highest hydrophobicity of the PnBA27-b-POEGA73 micelles contributed to an efficient encapsulation of LSR into the micelles exhibiting a greater value of %EE compared to PnBA30-b-POEGA70 + 50% LSR nanocarriers. Ultrasound release profiles of LSR signified that a great amount of the encapsulated LSR is strongly attached to both PnBA30-b-POEGA70 and PnBA27-b-POEGA73 micelles