Έξυπνα πολυμερή, ή πολυμερή με ευαισθησία στην διέγερση

Έξυπνα πολυμερή, ή πολυμερή που ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα, είναι υλικά που αποτελούνται από πολυμερή που ανταποκρίνονται σε α δραματικός τρόπος να πολύ μικρός αλλαγές στο περιβάλλον τους. Οι επιστήμονες που μελετούν τα φυσικά πολυμερή έχουν μάθει πώς συμπεριφέρονται στα βιολογικά συστήματα και τώρα χρησιμοποιούν αυτές τις πληροφορίες για να αναπτύξουν παρόμοιες τεχνητές πολυμερείς ουσίες με συγκεκριμένες ιδιότητες. Αυτά τα συνθετικά πολυμερή είναι δυνητικά πολύ χρήσιμα για μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων μερικών σχετικών με τη βιοτεχνολογία και τη βιοϊατρική.

Πώς χρησιμοποιούνται τα έξυπνα πολυμερή

Τα έξυπνα πολυμερή καθίστανται ολοένα και πιο διαδεδομένα καθώς οι επιστήμονες μαθαίνουν για τη χημεία και τις διεγέρσεις που προκαλούν αλλαγές διαμόρφωσης στις πολυμερείς δομές και επινοούν τρόπους αξιοποίησης και ελέγχου τους. Τα νέα πολυμερή υλικά είναι χημικά διαμορφωμένα ώστε να ανιχνεύουν συγκεκριμένες περιβαλλοντικές αλλαγές στα βιολογικά συστήματα και να προσαρμόζονται σε α αναμενόμενος τρόπο, καθιστώντας τα χρήσιμα εργαλεία για την παράδοση φαρμάκων ή άλλους μηχανισμούς ελέγχου του μεταβολισμού.

Σε αυτό το σχετικά νέο τομέα της βιοτεχνολογίας, οι δυνητικές βιοϊατρικές εφαρμογές και οι περιβαλλοντικές χρήσεις για έξυπνα πολυμερή φαίνεται να είναι απεριόριστες. Επί του παρόντος, η πλέον διαδεδομένη χρήση έξυπνων πολυμερών στη βιοϊατρική είναι για ειδικά στοχοθετημένη χορήγηση φαρμάκων.

Ταξινόμηση και Χημεία των Έξυπνων Πολυμερών

Από την έλευση του φαρμακευτικά προϊόντα με χρονική αποδέσμευση , οι επιστήμονες αντιμετώπισαν το πρόβλημα της εξεύρεσης τρόπων για την παράδοση φαρμάκων σε μια συγκεκριμένη περιοχή του σώματος χωρίς πρώτα να υποβαθμιστούν στο πολύ όξινο περιβάλλον του στομάχου. Η πρόληψη των ανεπιθύμητων ενεργειών στα υγιή οστά και τους ιστούς είναι επίσης ένα σημαντικό θέμα. Οι ερευνητές έχουν επινοήσει τρόπους χρήσης έξυπνων πολυμερών για τον έλεγχο της απελευθέρωσης φαρμάκων έως ότου το σύστημα χορήγησης να έχει φτάσει στον επιθυμητό στόχο. Αυτή η απελευθέρωση ελέγχεται είτε από χημική είτε από φυσιολογική ενεργοποίηση.

Τα ευαίσθητα πολυμερή γραμμικά και μήτρα υπάρχουν με μια ποικιλία ιδιοτήτων ανάλογα με τις δραστικές λειτουργικές ομάδες και τις πλευρικές αλυσίδες. Αυτές οι ομάδες μπορεί να ανταποκρίνονται στο pH, στη θερμοκρασία, στην ιοντική ισχύ, στα ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία και στο φως. Ορισμένα πολυμερή είναι αντιστρεπτά διασυνδεδεμένα με μη ομοιοπολικούς δεσμούς που μπορούν να σπάσουν και να μετατραπούν ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες. Η νανοτεχνολογία έχει θεμελιώδη σημασία στην ανάπτυξη ορισμένων νανοσωματιδιακών πολυμερών όπως τα δενδριμερή και τα φουλλερένια, τα οποία έχουν εφαρμοστεί για την παράδοση φαρμάκων.

Η παραδοσιακή ενθυλάκωση φαρμάκων έχει γίνει χρησιμοποιώντας πολυμερή γαλακτικού οξέος. Πιο πρόσφατες εξελίξεις έχουν δει τον σχηματισμό πλεγμάτων που μοιάζουν με πλέγματα που συγκρατούν το ενδιαφέρον φάρμακο που είναι ενσωματωμένο ή εγκλωβισμένο μεταξύ των κλώνων πολυμερούς.

Οι έξυπνες πολυμερείς μήτρες απελευθερώνουν φάρμακα με χημική ή φυσιολογική αντίδραση μεταβολής της δομής, συχνά μια αντίδραση υδρόλυσης που έχει ως αποτέλεσμα τη διάσπαση των δεσμών και την απελευθέρωση του φαρμάκου καθώς η μήτρα διασπάται σε βιοαποικοδομήσιμα συστατικά. Η χρήση φυσικών πολυμερών έδωσε τη θέση τους σε τεχνητά συντιθέμενα πολυμερή όπως πολυανυδρίτες, πολυεστέρες, πολυακρυλικά οξέα, πολυ (μεθακρυλικά μεθύλια) και πολυουρεθάνες. Υδρόφιλα, άμορφα, χαμηλού μοριακού βάρους πολυμερή που περιέχουν ετεροάτομα (δηλ. Άτομα διαφορετικά από άνθρακα) έχουν βρεθεί ότι αποικοδομούνται ταχύτερα.

Οι επιστήμονες ελέγχουν τον ρυθμό χορήγησης φαρμάκου μεταβάλλοντας αυτές τις ιδιότητες, ρυθμίζοντας έτσι τον ρυθμό υποβάθμισης.