En naturinspireret belægning for at forhindre, at stoffer nedbrydes for tidligt

Kemikere har udviklet en belægning, der kan gøre visse lægemidler og andre materialer mere stabile ved at dække dem med et ydre lag, der er meget tyndere end bredden af ​​et menneskehår.

Den belægning sikrer, hvad der er indeni, sagde forskerne, og kunne gøre det muligt for medicin at få brugt færre tilsætningsstoffer for at forhindre dem i at gå i stykker tidligt.

"Tænk på det som en række mønter - en stak kvarterer - og stakken af ​​sig selv vil sandsynligvis falde fra hinanden, "sagde Jon Parquette, seniorforfatter af undersøgelsen og professor i kemi ved Ohio State University. "Men hvis du får en stak kvartaler fra banken, de lægger en plastikbelægning på stakken, og den plastikbelægning holder alle mønterne sammen. Det er præcis, hvad vi har gjort her."

Forskellen:Forskerne skabte denne belægning af polydopamin, et materiale inspireret af naturen, men skabt i et laboratorium. Og de brugte det til at dække peptid nanofibre, meget små kæder af aminosyrer, der er byggestenene i proteiner. Peptid nanofibre er nogle af byggestenene i materialer, vi bruger regelmæssigt, herunder medicin, og dannes ved en proces kaldet "selvsamling". Tænk på stakken af ​​mønter:Hvert peptidmolekyle er som én mønt; hele stakken i sig selv er en peptid nanofiber. Belægningen gør stakken uigennemtrængelig for miljøer, der kan få stakken til at falde.

Deres forskning blev offentliggjort tidligere på året i tidsskriftet Kemi. Et europæisk tidsskrift .

Parquettes laboratorium fokuserer på materialer på nanoskala. Et nanometer er en milliontedel af en millimeter, og omkring 75, 000 gange mindre end bredden af ​​et menneskehår.

Holdet havde forsøgt at finde en måde at holde medicin, der bekæmper kræft, mere stabil inde i menneskekroppen. Disse lægemidler er sammensat af selve stoffet og tilsætningsstoffer for at holde stoffet intakt, indtil det når det tilsigtede mål inde i menneskekroppen.

"Det er som mursten på et hus - de skal holdes sammen af ​​noget, "Sagde Parquette." Men disse bindinger - "morteren" - kan let blive forstyrret, hvis du ændrer forholdene. Og miljøet i den menneskelige krop kan være meget aggressivt."

Det betyder, at lægemiddelproducenter ofte skal bygge medicin, der indeholder højere procentdele af både medicin og tilsætningsstoffer, for at disse lægemidler skal være effektive. Det kan gøre medicin dyrere. Det kan også skabe flere bivirkninger.

Forskerne havde arbejdet i laboratoriet for at finde en belægning, da Mingyang Ji, en forsker i Parquettes laboratorium og medforfatter til denne undersøgelse, prøvet polydopamin. Polydopamin er en form for dopamin, neurotransmitteren, der er forbundet med følelsen af ​​nydelse i hjernen. Som belægning, polydopamin er meget stærkt. Og det fungerer godt i den menneskelige krop, fordi det er bygget på dopamin, noget kroppen allerede forstår.

"Med polydopamin, vi kan skabe et indpakningslag, der er meget mere stabilt, og som kan modstå de komplekse situationer inde i vores kroppe, som kan skabe et vanskeligt miljø for medicin, " sagde Ji.

Polydopamin fungerer også som en type dobbeltsidet tape, sagde Parquette.

"Du har disse andre problemer, så vi kan binde ting som antistoffer eller andre ting, der kan have potentiale til at målrette mod specifikke kræftceller for at øge en medicins effektivitet, " han sagde.

Forskerne mener, at polydopamin også kan bruges som et tyndt lag til at beskytte solpaneler eller andre materialer udsat for sollys, som kan nedbryde bindinger, der holder materialer sammen.