Selvsamlede nanoporøse biomaterialer for at øge vitaminindtaget

Den videnskabelige gruppe ledet af professor Ivan Stoikov har beskæftiget sig med supramolekylær kemi i mere end 20 år og er velkendt i det professionelle miljø. Forskergruppens hovedopgave er undersøgelse af nye, biologisk betydningsfulde materialer opnået på basis af makrocykliske forbindelser.

I de seneste år, deres arbejde har fokuseret på en ny klasse af makrocykliske forbindelser, søjle[5]arenes.

I et nyligt papirblad, holdet rapporterede det første eksempel på brugen af ​​vandopløselige makrocykliske systemer baseret på søjle[5]aren-derivater (para-cyclofaner) som selvsamlende biomedicinske D3-vitamintilførselssystemer. Et karakteristisk træk ved denne udvikling er en stigning i den endelige arbejdskoncentration af vitamin D3 i vand i en størrelsesorden, hvilket gør det muligt at anvende lægemidlet i en højere dosis og en mindre dosis i volumen. Et andet karakteristisk træk er den "smarte" opførsel af makrocyklus/D3-partikler i vand. I en løsning, der er stabile partikler af vitamin D3 i nanostørrelse spredt i vand, men så snart vandet fordamper, en nanoporøs film (supramolekylært polymersystem) bestående af en makrocyklus og D3-vitamin dannes på overfladen.

Dermed, det lykkedes forfatterne at skabe en meget koncentreret, vandopløselig form af vitamin D3 på grund af dannelsen af ​​partikler i nanostørrelse opnået ved at indkapsle vitaminet i søjlens hulrum[5]aren med efterfølgende association. På grund af disse partiklers evne til selv at samle sig på en kontrolleret måde (association), det bliver muligt at vælge administrationsvejen for vitamin D3, afhængigt af den menneskelige krops karakteristika. Et nøgletræk ved sådanne systemer er selve komponenternes toksicitet. Dette komplekse arbejde har vist, at de anvendte makrocykliske systemer baseret på søjle[5]aren er fuldstændig ugiftige for den menneskelige krop.

Vitaminer fra D-gruppen syntetiseres internt af kroppen, når de udsættes for sollys. Men hvis produktionen af ​​D-vitamin i kroppen ikke er tilstrækkelig, derefter, som regel, understøttende terapi ordineres med tilsætning af kosttilskud med D-vitamin til den daglige kost. Problemet med kosttilskud er, at det er svært at beregne den nødvendige koncentration og nøje overholde kosten. Brugen af ​​"smarte" kosttilskud, der kan frigive en vis mængde vitamin på en kontrolleret måde i lang tid, er en presserende opgave for medicinalindustrien og fjerner de ovennævnte gener. Dermed, stabil nanoskala makrocyklus/D3-partikler i vand kan bruges som et smart kosttilskud med langvarig virkning. Med andre ord, én dosis kan give en konstant tilførsel af D3-vitamin til kroppen i lang tid uden gentagen indtagelse.

Resultaterne viste en unik egenskab ved de opnåede makrocykliske/D3-systemer til at danne nanoporøse film på overfladen, når opløsningen tørrer. Sådanne systemer blev beskrevet i litteraturen for kun få år siden, men der er praktisk talt ingen eksempler på brugen af ​​sådanne systemer i medicin. Et karakteristisk træk ved disse nye nanoporøse film er evnen til at beskytte indkapslet D3-vitamin mod aggressiv ultraviolet stråling. Ulempen ved at bruge rent D3-vitamin på hudoverfladen er dets hurtige ødelæggelse af ultraviolet lys. Yderligere arbejde vil fokusere på at studere egenskaberne af dette materiale.