Ce sunt polimerii inteligenți?

Cum se utilizează polimerii responsabili de stimulare în biotehnologie

Polimerii inteligenți sau polimerii sensibili la stimuli sunt materiale compuse din polimeri care răspund într-un mod dramatic la schimbări foarte ușoare în mediul lor. Oamenii de știință care studiază polimerii naturali au învățat cum se comportă în sistemele biologice și folosesc acum această informație pentru a dezvolta substanțe polimerice asemănătoare omului cu proprietăți specifice. Acești polimeri sintetici sunt potențial foarte utili pentru o varietate de aplicații, inclusiv unele legate de biotehnologie și biomedicină.

Cum se utilizează polimerii inteligenți

Polimerii inteligenți devin din ce în ce mai răspândiți, deoarece oamenii de știință învață despre chimie și declanșatoarele care induc modificări conformaționale în structurile polimerice și elaborează modalități de a le profita și de a le controla. Noi materiale polimerice sunt formulate chimic pentru a identifica schimbări de mediu specifice în sistemele biologice și pentru a se ajusta într-o manieră previzibilă , făcându-le instrumente utile pentru livrarea de medicamente sau alte mecanisme de control metabolic.

În acest domeniu relativ nou de biotehnologie, potențialele aplicații biomedicale și utilizările de mediu pentru polimerii inteligenți par a fi nelimitate. În prezent, utilizarea cea mai răspândită a polimerilor inteligenți în biomedicină este pentru administrarea specifică a medicamentelor.

Clasificarea și chimia polimerilor inteligenți

De la apariția produselor farmaceutice cu eliberare temporizată , oamenii de știință s-au confruntat cu problema găsirii unor modalități de a elibera medicamente într-un anumit loc în organism, fără a le degrada mai întâi în mediul înalt de acid stomacal.

Prevenirea efectelor adverse asupra oaselor și țesuturilor sănătoase este, de asemenea, un aspect important. Cercetătorii au conceput modalități de a utiliza polimeri inteligenți pentru a controla eliberarea medicamentelor până când sistemul de livrare a atins ținta dorită. Această eliberare este controlată de un declanșator chimic sau fiziologic.

Polimerii inteligenți liniari și matrici există cu o varietate de proprietăți în funcție de grupările funcționale reactive și lanțurile laterale. Aceste grupuri ar putea fi receptive la pH, temperatură, intensitate ionică, câmpuri electrice sau magnetice și lumină. Unii polimeri sunt reversibil legați prin legături necovalente care se pot rupe și se pot reforma în funcție de condițiile externe. Nanotehnologia a fost fundamentală în dezvoltarea anumitor polimeri nanoparticule, cum ar fi dendrimerii și fullerenele , care au fost aplicate pentru livrarea de medicamente. Încapsularea medicamentului tradițional a fost făcută utilizând polimeri ai acidului lactic. Evoluții mai recente au observat formarea unor matrici asemănătoare cu laturile care dețin medicamentul de interes integrat sau capturat între firele de polimer.

Matricele de polimeri inteligenți eliberează medicamente printr-o reacție chimică sau de modificare a structurii fiziologice, adesea o reacție de hidroliză care duce la scindarea legăturilor și eliberarea medicamentului, pe măsură ce matricea se descompune în componente biodegradabile. Utilizarea polimerilor naturali a dat calea polimerilor sintetizați artificial, cum ar fi polianhidridele, poliesterii, acizii poliacrilici, poli (metil metacrilații) și poliuretanii. Polimerii hidrofili, amorfe, cu greutate moleculară mică, care conțin heteroatomi (adică atomi alții decât carbonul) s-au dovedit a degrada cel mai rapid.

Oamenii de știință controlează rata de livrare a medicamentului prin modificarea acestor proprietăți, ajustând astfel rata de degradare.