Titelaufnahme

Titel
Permeabilitätsstudien mit Titandioxid-Nanopartikeln / vorgelegt von Manuela Tockner
Verfasser/ VerfasserinTockner, Manuela
Begutachter / BegutachterinRoblegg Eva
Erschienen2013
Umfang68 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Titandioxid / Nanopartikel / Permeabilität / Titandioxid / Nanopartikel / Permeabilität / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-49217 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Permeabilitätsstudien mit Titandioxid-Nanopartikeln [1.91 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Nanotechnologie gilt als die innovativste und wegweisenste Technologie des 21. Jahrhunderts. Durch den vermehrten Einsatz von Nanomaterialien in Konsumgütern stellt sich jedoch die Frage nach potentiell schädlichen Einflüssen auf Mensch und Umwelt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die buccale Aufnahme von unterschiedlichen Titandioxid-Nanopartikeln in Abhängigkeit der physikochemischen Eigenschaften untersucht. Des Weiteren wurde ein buccales in-vitro Modell zur Testung von Nanopartikeln weiterentwickelt. Die Partikel wurden hinsichtlich ihrer Eigenschaften (i.e., Größe, Oberflächenhydrophobizität) in verschiedenen Medien mittels PCS, LD und TEM charakterisiert. Ex-vivo Permeabilitätstests wurden an isolierter porciner Mundschleimhaut mit Franz-Diffusionszellen durchgeführt. Ein potentiell schädigender Effekt der Partikel auf die Mundschleimhaut wurde mit MTS und LDH Tests untersucht. Für die Entwicklung eines buccalen in-vitro Modells wurden verschiedene Mucine charakterisiert (FTIR, SEM) und ein externer Mucinlayer mit konfluenten Zellschichten inkubiert. Die Ergebnisse der Partikelcharakterisierung zeigten, dass die Größe stark vom Dispersionsmedium, der Vorbehandlung und der Messmethode abhängig ist. Mit Hilfe der Elektronenmikroskopie konnte gezeigt werden, dass NM 100 Partikel mit einer prädominierenden Größe von 148 nm und leicht hydrophiler Oberfläche (K= 0,099) in tief gelegene Epithelschichten eindrangen. Die in-vitro Toxizitätstests zeigten eine erhöhte mitochondriale Aktivität (NM103 und NM105) und eine leichte Membranschädigung (NM102 und NM105). Die chemische und morphologische Evaluierung des in-vitro Modells zeigte, dass Schweinemucin dem menschlichen Mucin sehr ähnlich ist. Die Mucinfasern lagerten sich auf der Zelloberfläche an und beeinflussten die Viabilität nicht. Transportuntersuchungen mit Modellnanopartikeln bewiesen, dass das buccale in-vitro Modell die physiologischen Barrieren der menschlichen Mundschleimhaut simulieren kann.

Zusammenfassung (Englisch)

Nanotechnology is considered as the most innovative and revolutionary technology of the 21st century. The increasing use of nanomaterials in consumer products raises questions of potential harmful effects on humans and the environment. In this study the penetration behavior of different titanium dioxide nanoparticles was evaluated dependent on the physicochemical properties. Furthermore, an advanced buccal in-vitro model was developed to get a basic understanding of particle/cell interactions. The physicochemical properties (i.e., size, surface hydrophobicity) of the particles were characterized with PCS, LD and TEM. The particles were dispersed in different media and sonicated. Ex-vivo permeability tests were conducted with excised porcine buccal mucosa using Franz diffusion cells. To investigate potential cytotoxic effects of the particles, MTS and LDH assays were performed on an oral cell line (i.e., TR 146). For the development of an advanced buccal in-vitro model, different mucins were characterized (FTIR, SEM) and an external mucinlayer was combined with confluent cell layers. The results of the particle characterization showed that the particle size highly depends on the dispersion medium, the treatment and the measurement technology. Electron microscopy demonstrated that NM 100 particles with a predominant size of 148 nm and a slightly hydrophilic surface (K = 0,099) penetrated in deep regions of the epithelium. The results of the in-vitro toxicity tests showed an increased mitochondrial activity (NM103 and NM105) and an affected integrity of the cell membrane (NM102 and NM105). The chemical and morphological evaluation of the in-vitro model demonstrated that porcine mucin is most similar to human mucin. The adherence of mucin fibers onto the cell surface could be demonstrated and the viability of the model was maintained at least for 48 h. Finally, transport studies with model-particles showed that this model is suitable to simulate the human buccal mucosa.