Polymerer går sammen om at levere

En overkommelig, tungmetal- og lugtfri metode til fremstilling af hule polymer nanostrukturer er designet af A*STAR forskere. Disse strukturer kan finde anvendelse som leveringssystemer til produkter til personlig pleje, lægemidler og landbrugskemikalier.

Brugen af ​​hule polymer nanostrukturer til at bære - og bevare stabiliteten af ​​- aktive ingredienser, såsom salicylsyre, vitaminer, stoffer og pesticider, boomer. Disse skaller frigiver last efter behov som reaktion på udløsere såsom vand. Nuværende fremstillingsmetoder er ufuldkomne, på grund af begge omkostninger, miljømæssige eller sikkerhedsmæssige årsager. Der gøres derfor en betydelig indsats for at udvikle alternativer.

Alexander van Herk fra A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences og Atsushi Goto fra Nanyang Technological University, har designet et pengeskab, enkel vej til at syntetisere polymer nanopartikler, nanocylindre og nanokapsler.

Det første trin i denne to-trins syntese er at polymerisere methylacrylsyre (MAA) i nærvær af jod for at fremstille alkyliodider. Poly(methacrylsyre) (PMAA) fungerer derefter som en initiator i polymerisationen af ​​methylmethacrylat (MMA) og dannelsen af ​​blokcopolymeren. Natriumiodid er katalysatoren i begge trin. PMAA er hydrofil og poly(methylmethacrylat) (PMMA) er hydrofob, hvilket betyder, at i polære opløsningsmidler som ethanol og vand samler copolymeren sig selv til hule nanostrukturer.

Ved at variere polymerandele, van Herk og Goto kunne bestemme nanostrukturernes form. Den laveste del af PMMA til PMAA gav nanopartikler; at øge det hydrofobe indhold førte til nanocylindre, derefter nanokapsler. Holdet fandt også ud af, at justering af de to polymerlængder muliggjorde kontrol over strukturstørrelse og skaltykkelse.

Brugen af ​​jod er den mest innovative del af dette arbejde. Natriumiodid er meget aktivt, biologisk sikker, billig, farveløs og lugtfri. Nuværende polymerisationer bruger enten ildelugtende svovlholdige grupper, eller tungmetalioner såsom kobber. "Anvendelse af jod-medieret kontrolleret radikal polymerisation giver os svovl- og metalfrie kapsler, som har bredere accept end dem, der er fremstillet med de tidligere metoder, siger van Herk.

Holdet gentog eksperimenterne ved at tilføje en lille mængde tværbindelig hydrofob monomer ethylenglycoldimethacrylat til MMA i det andet polymerisationstrin. "Tværbinding er vigtig for at 'fryse' strukturen, for at sikre, at det ikke ændrer sig under yderligere håndtering, " siger van Herk. Dette førte til mere stabile nanostrukturer.

Disse polymerers leveringsevne er endnu ikke blevet testet. "Indtil videre har vi ikke fyldt disse kapsler med aktive forbindelser såsom vitaminer eller peptider. Det næste skridt kunne være at gøre det, og studere derefter udgivelsesprofilerne, siger van Herk.