Der Bedarf an nachhaltigen, leistungsfähigen und zuverlässigen Methoden zur kontrollierten Freisetzung von Arzneistoffen aus Arzneiformen wächst kontinuierlich. Für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung sind verschiedene Lösungsansätze literaturbekannt, wozu auch der Einschluss von Arzneistoffen in Hydrogele gehört. Solche innovativen Systeme ermöglichen die „intelligente“ Abgabe von bioaktiven Molekülen aus Medikamenten. Nachteile bereits existierender intelligenter Hydrogele bestehen in geringer mechanischer Stabilität, begrenztem und nicht vollständig reversiblem Quellvermögen und träge Antwort auf externe Stimuli. Um diese Eigenschaften zu verbessern, sollen in diesem Forschungsvorhaben neuartige Hydrogele synthetisiert, chemisch modifiziert und als Wirkstoffträger optimiert werden. Das Ziel ist es dabei, Arzneistoffe aus den Hydrogelen über einen definierten Zeitraum und an einem bestimmten Ort gezielt freizusetzen, um so die Wirkdauer zu steuern und unerwünschte Wirkungen abseits des Wirkorts zu minimieren. Die Quellungseigenschaft eines Hydrogels stellt im Rahmen der Verwendung für diffusionsgesteuerte und chemisch kontrollierte Freisetzungen einen wesentlichen Faktor dar und werden im Rahmen des Projektes unter Variation verschiedener Parameter untersucht. Neben der hohen Fähigkeit zur Wasserspeicherung zeigen diese Materialien in wässrigen und organischen Medien ein unterschiedliches Quell-und Schrumpfungsverhalten. Dieser Vorteil soll genutzt werden, um eine gezielte Wirkstofffreigabe („Stimulus-responsiv“) in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen, wie pH-Wert, Temperatur, Licht, Druck, etc. durch gezielte Funktionalisierung der Materialien zu erreichen. Neben den Freisetzungsprofilen und der Synthese neuartiger Hydrogele sollen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Biokompatibilität, sowie die zelluläre Bioverteilung untersucht werden. Neben der Optimierung der Reaktionsbedingungen wird die Anwendungsbreite der Methode systematisch untersucht. Die synthetisierten Hydrogele mit den notwendigen mechanischen, biologischen und chemischen Eigenschaften werden für eine spätere Granulierung und Tablettierung untersucht werden. In-vitro-Freisetzungssysteme in physiologisch relevanten Medien für die Charakterisierung pharmazeutischer Eigenschaften, wie Freisetzung und Zerfall, werden im Rahmen des Projektes entwickelt und für ein breites Wirkstofffeld anwendbar gemacht. Darüber hinaus soll ein grundlegendes Verständnis der neuen Arzneiformen und deren Interaktion mit den Wirkstoffen erarbeitet werden. Durch die Synthese innovativer human biokompatibler Wirkstoffträger als Drug-Delivery System sowohl für Arzneistoffsysteme als auch neue Medizinprodukte müssen Verfahrenstechniken angepasst und technisch-analytische Methoden zur Charakterisierung geschaffen werden. Durch die Verarbeitung dieser neuartigen Materialien ergeben sich auch neue verfahrenstechnische Möglichkeiten in der Herstellung der Arzneistoffträger, wie z.B. neue Anlagen-/Reaktor-Konzepte und Automatisierungsmöglichkeiten. Weiterhin müssen z.B. temperaturgesteuerte Prüfumgebungen für quellbare Formkörper und geeignete Medien gefunden werden, um die Arten der steuerbaren Wirkstofffreisetzung durch verschiedene Stimuli, z.B. der Temperatur, abzudecken.