Wat zijn Smart Polymers?

Smart polymeren , of stimulus-responsieve polymeren, zijn materialen samengesteld uit polymeren die reageren op een dramatische manier tot zeer lichte veranderingen in hun milieu. Wetenschappers die natuurlijke polymeren bestuderen hebben geleerd hoe ze zich gedragen in biologische systemen en gebruiken nu die informatie om soortgelijke mensgemaakte polymere stoffen te ontwikkelen met specifieke eigenschappen. Deze synthetische polymeren zijn mogelijk zeer nuttig voor een groot aantal toepassingen, waaronder sommige die verband houden met biotechnologie en biomedicine.

Hoe slimme polymeren worden gebruikt

Slimme polymeren worden steeds meer voorkomend, omdat wetenschappers leren over de chemie en triggers die convergentieveranderingen in polymeerstructuren induceren en manieren ontwikkelen om te profiteren van en te beheersen. Nieuwe polymere materialen worden chemisch geformuleerd die specifieke omgevingsveranderingen in biologische systemen detecteren en aanpassen op een voorspelbare manier, waardoor ze bruikbare gereedschappen zijn voor de afgifte van geneesmiddelen of andere metabolische controlemechanismen.

In dit relatief nieuwe gebied van biotechnologie lijken de potentiële biomedische toepassingen en milieu-toepassingen voor slimme polymeren onbeperkt te zijn. Momenteel is het meest voorkomende gebruik van slimme polymeren in biomedicine voor specifiek gerichte geneesmiddelafgifte.

Wetenschappers hebben zich geconfronteerd met het vinden van manieren om drugs op een bepaalde plaats in het lichaam te leveren.

Sinds de komst van zonder ze eerst te verlagen in de zeer zure maagomgeving.

Preventie van nadelige effecten op gezond bot en weefsel is ook een belangrijke overweging. Onderzoekers hebben manieren ontwikkeld om slimme polymeren te gebruiken om de vrijlating van drugs te beheersen totdat het afleveringssysteem het gewenste doel heeft bereikt. Deze release wordt gecontroleerd door een chemische of fysiologische trigger.

Lineaire en matrix slimme polymeren bestaan ​​met een verscheidenheid aan eigenschappen afhankelijk van reactieve functionele groepen en zijketens. Deze groepen kunnen reageren op pH, temperatuur, ionische sterkte, elektrische of magnetische velden en licht. Sommige polymeren zijn omkeerbaar verknoopt door niet-covalente bindingen die kunnen breken en hervormen, afhankelijk van de externe condities. Nanotechnologie is fundamenteel geweest in de ontwikkeling van bepaalde nanodeeltjespolymeren zoals dendrimeren en fullerenen, die zijn aangevraagd voor geneesmiddelafgifte. Traditionele geneesmiddelinkapseling is uitgevoerd met behulp van melkzuurpolymeren. Meer recente ontwikkelingen hebben de vorming van roosterachtige matrices gezien die het geïnteresseerd middel vasthouden of geïntegreerd tussen de polymeerstrengen.

Slimme polymeermatrices geven drugs vrij door een chemische of fysiologische structuurveranderende reactie, vaak een hydrolyse-reactie die resulteert in splitsing van bindingen en afgifte van geneesmiddel als de matrix zich verdeelt in biologisch afbreekbare componenten. Het gebruik van natuurlijke polymeren heeft plaats gelegd voor kunstmatig gesynthetiseerde polymeren, zoals polyanhydriden, polyesters, polyacrylzuren, poly (methylmethacrylaten) en polyurethanen. Hydrofiele, amorfe polymeren met laag molecuulgewicht die heteroatomen bevatten (bijv. Andere atomen dan koolstof) blijkt het snelst te degraderen.

Wetenschappers regelen de snelheid van geneesmiddelafgifte door deze eigenschappen te variëren en zo de verlagingssnelheid aan te passen.