Musling-inspirerede belægninger til levering af lægemidler

Naturen er fuld af vidunderlige, gennemprøvede løsninger på forskellige udfordringer. Videnskaben har vendt sin opmærksomhed mod at reproducere og genbruge disse fænomener for at skabe mere bæredygtige svar på menneskelige udfordringer. Dette relativt nye felt, kendt som biomimik, er vokset eksponentielt i løbet af det sidste årti for at skabe hele et videnskabeligt samfund inspireret af den naturlige verden. Denne uge, en betydelig del af dette samfund deltog i en to-dages international workshop arrangeret her på ICN2.

Geckos kan gå på vægge. Lily puder selvrensende. Naturen er fuld af vidunderlige, gennemprøvede løsninger på forskellige udfordringer. Videnskaben har vendt sin opmærksomhed mod at reproducere og genbruge disse fænomener for at skabe mere bæredygtige svar på menneskelige udfordringer. Kendt som biomimik, dette relativt nye felt opstod først for omkring 10-12 år siden og er vokset eksponentielt for at skabe et helt videnskabeligt samfund inspireret af den naturlige verden. Og i denne uge, en betydelig del af dette samfund har deltaget i en to-dages workshop her på ICN2.

Muslinger er en anden skabning, der har en interessant færdighed:evnen til at holde sig til overflader under vandet. De bruger limlignende sekreter til at fastgøre løst via silkelignende fibre til bølgefasede klipper og hinanden, tillader dem at drive og absorbere næringsstoffer fra vandet, mens de forbliver forankret og "sikre i antal." Forskere har undersøgt disse sekreter og gengivet deres molekylære struktur for at udvikle de første syntetiske våde klæbemidler og belægninger.

Disse bioinspirerede stoffer kan finde forskellige anvendelser inden for søtransport, filtrering og medicin, både som klæbemidler og klæbemidler. For eksempel, ved langdistanceforsendelse kan fartøjets underside blive så dækket af havfugle, muslinger og alger for væsentligt at øge brændstofforbruget. Antifouling belægninger findes allerede for at forhindre dette og fungerer meget godt, men de kan have skadelige virkninger på akvatiske økosystemer. Biomimetiske alternativer kan give en løsning.

I mellemtiden inden for medicin, stærke, men ikke-giftige syntetiske lim baseret på muslingefodproteiner kunne bruges som klæbemidler ved sømløs kirurgi og anden sårreparation. Den ansvarlige organiske forbindelse, katekol, kan også bruges til fremstilling af nanopartikler til brug i mere effektive lægemiddelleveringssystemer. Ja, ICN2 Nanostructured Functional Materials eller "NanosFun" -gruppen arbejder i øjeblikket på musling-inspirerede belægninger til nanopartikler for at forbedre lægemiddeltransport over blodhjernebarrieren og etablere nye terapeutiske metoder til neurodegenerative sygdomme som Alzheimers.

Anført af Dr. Daniel Ruiz-Molina, gruppen er dedikeret til at udforske kemiske veje til nye molekylære nanostrukturer med egenskaber inspireret af naturen og smarte reaktioner på eksterne stimuli, med Dr. Josep Sedó Vegara leder arbejdet med våde klæbemidler og belægninger. Udover nanopartikler, der er i stand til at krydse blodhjernen og andre fysiologiske barrierer, gruppen studerer også mucoadhesion, som den mekanisme, hvormed slim, findes i hele menneskekroppen, der forer indre organer og åbninger, kan lide øjne og mund, klæber til biologisk materiale som hud eller muskler. Denne stikningsevne kan udnyttes til at forbedre lægemiddeltilførsel ved at øge kontakttiderne og give større kontrol over frigivelseshastigheder. Gruppens forskningsportefølje omfatter også arbejde med bioadhæsiver til brug inden for tandpleje, sårreparation og kirurgi.

NanosFun har arbejdet på dette område næsten lige så længe det har eksisteret, og dens resultater hjælper med at sætte tempoet i europæisk og international forskning. Et vidnesbyrd om dette er denne måneds workshop om bioinspirerede klæbemidler og funktionelle belægninger baseret på katekoler, organiseret af ICN2 inden for rammerne af dets deltagelse i European Network of Bioadhesives (ENBA) .Den to-dages begivenhed samlede centrale repræsentanter for det internationale biomimikermiljø for at diskutere den nyeste teknik og fremtidige retninger inden for dette pulserende område.