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Nanomedicines get more and more attention recently as a drug-delivery tool for enhanced targeting and bioavailability of drugs, by protecting drugs from degradation and translocating the loaded drugs overcoming biobarriers.

We develop smart polymeric materials for nanomedicines that regulate drug release using overexpression of biomarkers at target sites. Disease sites have a specific environment compared to normal tissue. For example, temperature elevation, increased reactive oxygen species (ROS) concentration, and depletion of local pH in inflammation. Similarly, carcinoma tissues also have acidic extracellular environments due to anaerobic glycolysis. Such a disease-specific environment can be utilized for triggering property changes of nanomedicines at the target, such as drug release, biomarker detection, and activation of an imaging agent.

Our group works with developing polymeric materials to design a novel nanomedicine for drug delivery and gene therapy. The group is particularly interested in stimuli-responsive materials responding to target specific environments, such as cancers, infections, and inflammations, for developing the system to deliver drugs in a controlled manner and diagnose.

Research fields

  • Polymeric nanoparticles
  • Stimuli-responsive polymers with dynamic covalent bonds
  • Polymer-drug conjugates
  • Bioinspired polymers
  • Supramolecular polymer

Nanotechnologie rückt über die letzte Zeit mehr und mehr ins Zentrum der Aufmerksamkeit als neue Arzneistoffträger mit verbesserten Applikationen und Bioverfügbarkeiten. Dabei werden die Arzneistoffe besser vor dem Abbau geschützt und die Aufnahme über die physischen Barrieren gefördert.

Wir entwickeln intelligente Polymere im Nanobereich, welche die Freisetzung von Arzneistoffen regulieren, indem verstärkt Biomarker an der Zielstruktur ausgebildet werden. Krankes bzw. geschädigtes Gewebe besitzt abweichende Eigenschaften von gesundem Gewebe, beispielsweise Wärmefreisetzung, erhöhte Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) oder die Veringerung des pH-Wertes. Gleichzeitig zeigen Karzinome auch eine vergleichsweise saure extrazelluläres Umgebung durch die anaerobe Glykolyse. Diese krankheitsbezogenen Eigenschaften der Gewebe kann genutzt werden um die Eigenschaften der Nanomaterialien an der Zielstruktur zu ändern, dazu zählen die Freisetzung von Arzneistoffen, die Detektion von Biomarkern oder die Aktivierung eines bildgebenden Materials. 

Unsere Gruppe arbeitet daran polymere Materialen zu entwickeln um neue Nanomedizinische Anwendung für die Arzneistoff- und Gentherapie zu finden. Besonders augenmerk liegt dabei auf stimuliabhängigen Materialien, welche auf die Umgebungsbedingugen der Zielstruktur reagieren. Diese Zielstrukturen sind Karzinome, Infektionen und Entzündungen, wobei die neuen Trägersysteme für den kontrollierten Transport und die Diagnose eingesetzt werden sollen.

Forschungsschwerpunkte

  • polymere Nanopartikel
  • Stimuli-reagierende Polymere mit dynamischen, kovalenten Bindungen
  • Arzneistoff-Polymer-Konjugate
  • Bioinspirierte Polymere
  • Supramolekulare Polymer