Mi az intelligens polimerek?

Hogyan alkalmazzák a stimuláló hatású polimerek a biotechnológiában?

Az intelligens polimerek vagy az ingerre reagáló polimerek polimerekből álló anyagok, amelyek drámai módon reagálnak a környezetük nagyon kicsi változására. A természetes polimereket vizsgáló tudósok megtanulják, hogyan viselkednek biológiai rendszerekben, és most használják ezeket az információkat, hogy hasonló, sajátos tulajdonságokkal rendelkező, ember által gyártott polimer anyagokat fejlesszenek ki. Ezek a szintetikus polimerek potenciálisan nagyon hasznosak számos alkalmazáshoz, beleértve néhányat a biotechnológiához és a biomedicinhoz.

Hogyan használják az intelligens polimerek

Az intelligens polimerek egyre gyakoribbá válnak, mivel a tudósok megismerik a kémiai folyamatokat és az aktivátorokat, amelyek konformációs változásokat indukálnak a polimer szerkezetekben, és olyan módszereket dolgoznak ki, amelyek kihasználják és irányítják őket. Az új polimer anyagokat kémiai úton formálják, amelyek érzékelik a biológiai rendszerekben bekövetkező specifikus környezeti változásokat, és előre kiszámíthatóan alkalmazkodnak , ezáltal hasznos eszközként szolgálnak a hatóanyag-leadásra vagy más anyagcsere-kontroll mechanizmusokra.

A biotechnológia ezen új, viszonylag új területein az intelligens polimerek potenciális biomedikai alkalmazási és környezetvédelmi céljai határtalanok. Jelenleg a biomedicin polimerek legelterjedtebb felhasználása kifejezetten célzott gyógyszeradagolás.

Az intelligens polimerek osztályozása és kémiai elemzése

A timed-release gyógyszerek megjelenése óta a tudósok azzal a problémával szembesültek, hogy megtalálják a módját, hogy a hatóanyagokat egy adott helyre szállítsák a szervezetben anélkül, hogy először a nagyon savas gyomor környezetben lebomlanának .

Az egészséges csontok és szövetek káros hatásainak megelőzése szintén fontos szempont. A kutatók úgy döntöttek, hogy intelligens polimereket használnak a hatóanyag-felszabadulás szabályozására, amíg a szállítási rendszer el nem éri a kívánt célt. Ezt a felszabadulást kémiai vagy élettani hatás kiváltja.

Lineáris és mátrixos intelligens polimerek léteznek számos tulajdonsággal a reaktív funkciós csoportoktól és oldalláncoktól függően. Ezek a csoportok érzékenyek lehetnek a pH, a hőmérséklet, az ionerősség, az elektromos vagy mágneses terek és a fény tekintetében. Egyes polimerek reverzibilis keresztkötésűek nem kovalens kötésekkel, amelyek a külső körülmények függvényében megtörhetnek és átalakíthatók. A nanotechnológia alapvető szerepet játszott bizonyos nanorészecske-polimerek, például dendrimerek és fullerének kifejlesztésében, amelyeket a hatóanyag-leadásra alkalmaztak. A hagyományos kábítószer-kapszulázást tejsav polimerek alkalmazásával végezték. A legutóbbi fejlemények olyan rácshálószerű mátrixok kialakulását mutatták ki, amelyek a polimer szálak közé integrált vagy befogott érdekelt gyógyszereket tartanak.

Az intelligens polimer mátrixok kémiai vagy fiziológiás szerkezeti változást váltanak ki, gyakran hidrolízis reakciót eredményeznek, amely a kötések hasadását és a hatóanyag felszabadulását eredményezi, mivel a mátrix biológiailag lebomló komponensekre bomlik. A természetes polimerek alkalmazása mesterségesen szintetizált polimerekhez, például polianhidridekhez, poliészterekhez, poliakrilsavakhoz, poli (metil-metakrilátok) és poliuretánokhoz vezetett. A hidrogén, amorf, kis molekulatömegű, heteroatomot tartalmazó polimerek (azaz a szénen kívüli atomok) a leggyorsabban degradálódnak.

A tudósok szabályozzák a hatóanyag-leadás sebességét azáltal, hogy ezeket a tulajdonságokat változtatják, ily módon a lebomlás sebességét állítják be.