Araştırmacılar Katalizör Olarak Kafein Kullanarak İlaç Taşıma Sistemi için Yeni Jeller Oluşturdular
Fotoğraf : Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Brigham & Kadın Hastanesi araştırmacıları kafeini katalizör gibi kullanıp esnek polimer jelleri oluşturmak için yeni bir yol keşfettiler.
Kafein insanların uyanık kalmalarına yardımcı olma yeteneği ile tanınıyor, ancak MIT ve Brigham & Kadın Hastanesi’ndeki bir araştırma ekibi, bu kimyasal uyarıcı için yeni bir kullanım alanı buldu – polimer malzemelerin oluşumunu katalize ediyor.
Araştırmacılar katalizör olarak kafein kullanıp ilaç taşıma sistemi ve diğer tıbbi uygulamalarda kullanılmaları için yapışkan, biyolojik uyumlu jeller oluşturmanın yeni bir yolunu keşfettiler.
MIT David H. Koch Enstitüsü Profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarlarından biri olan Robert Langer, “Katalizör olarak kullanılan çapraz bağlı polimerik jeller ve diğer malzemeler için en sentetik yaklaşımlar biyolojik ilaç gibi hassas maddelere zarar verebilirler. Bunun aksine burada biz yeşil kimya ve yaygın gıda maddeleri kullandık. Bu yeni malzemenin yeni tıbbi cihazlar yaratmada ve ilaç taşıma sistemi içinde yararlı olabileceğine inanıyoruz ” diyor.
Biyometaller dergisi olarak ortaya çıkan yazılarında araştırmacılar yeni malzemenin sıtma önleyici iki tür ilaç ile birlikte jel oluşturabileceğini gösterdiler ve bu malzemenin başka tür ilaçların taşıması için kullanılabileceğini ümit ediyorlar. Araştırmacılar, bu tür materyallerle taşınan ilaçların çiğnenmesi veya yutulması daha kolay olabileceğini söylüyor.
MIT Koch Enstitüsü Bütünleyici Kanser Araştırma Merkezi’nde araştırmacı ve Brigham & Kadın Hastanesi’nde gastroenterolog ve biyomedikal mühendisi olan ve aynı zamanda derginin yazarlarından Giovanni Traverso, “ Bu durum özellikle çocuklarda görülen kapsül ve tabletleri yutma güçlüğü çeken hasta popülasyonu için oldukça cazip oluyor” diyor.
Eski MIT doktora çalışanı ve şimdi de Google X’in yaşam bilimleri bölümü olan Verily Yaşam Bilimlerinde çalışan Angela DiCiccio gazetenin başyazarıdır.
Kafein Dalgalanması
Polimer jellerinin yapılması genellikle katalizörden herhangi birinin jel oluştuktan sonra malzeme içinde kalması durumunda tehlikeli olabilen metal katalizörleri gerektirir. MIT ekibi, katalizörleri besin maddelerine ve sindirimi güvenli olan diğer materyallere dayanan malzemeleri kullanarak jelleri yapmak için yeni bir yol bulmak istedi.
Traverso, “Amacımız, potansiyel olarak üretim yöntemini basitleştirmeye çalışmak ve daha güvenli bir katalizör profili sunmaya çalışmaktı” diyor.
Kafein daha önce kimyasal sentez için kullanılmamış olmasına rağmen, araştırmacıların dikkatini çekmiştir çünkü bitkiden türetilmiştir ve zayıf bir baz olarak hareket edebilir, diğer bir deyişle protonları diğer moleküllerden yavaşça uzaklaştırır. Aynı zamanda, bu jeller kimyasal reaksiyon tipini katalize etmek için kullanılan bazı organik zayıf bazlara da benzer bir yapıya sahiptir – bir polyester oluşturmak için ester bağlarının oluşumu.
DiCiccio, “Polyesterler, biyotürevli kaynaklardan yapılan yutulabilir malzemelerin tasarımına izin veriyor. Ancak, bu molekülleri istenmeyen reaksiyonlara neden olmadan veya süper yüksek ısıya ihtiyaç duymadan hafifleten herhangi bir katalizör mevcut değildi. Yeni platformumuz, ucuz malzeme ve geniş çapta erişilebilir kimya malzemeleri kullanarak bu soruna zarif bir çözüm sunuyor” diyor.
Araştırmacılar, ilaçlarda ve diş macunu gibi tüketici ürünlerinde yıllardır kullanılan bir biyo-uyumlu polimer polietilen glikol (PEG) ile birlikte polimer ağı oluşturmak için bitkiler tarafından üretilen bir başka yenebilir materyal olan sitrik asitin içinde kafeini kullanmaya karar verdiler.
Sitrik asit ve PEG ile karıştırıldığında ve biraz ısıtıldığında, kafein PEG içinde oksijen içeren bir halka açar ve sitrik asit ile reaksiyona girerek PEG ve sitrik asitin alternatif moleküllerini içeren zincirler oluşturur. Karışımda ilaç molekülleri varsa onlar da zincirlere dahil olurlar.
Karıştırma ve Eşleştirme
Araştırmacılar, bu polimerler içine sıtma ilacı olan artesunat ve piperaquine ilaçlarının yüklenebileceğini gösterdi. Ayrıca araştırmacılar bileşimin değiştirilmesiyle jelin kimyasal ve mekanik özelliklerini de değiştirebildiler. PEG veya polipropilen glikol adı verilen başka bir polimer içeren jeller ve ayrıca bu iki polimeri farklı oranlarda birleştiren jeller oluşturdular. Bu durum, araştırmacılara malzemenin mukavemeti, yüzey yapısı ve ilaçların salındığı hız gibi özellikleri kontrol etmelerini sağlar.
Traverso, “Uygulamanın ne olabileceğine veya hangi ilaçların kullanıldığına bağlı olarak, en uygun karışımı bulmak için karıştırıp eşleştirebilirsiniz” diyor.
Jeller, aynı zamanda suyun püskürtülmesini sağlayan ve nilüfer yapraklarının yüzeyinde bulunan mikro-mimari gibi kalıplarla da basılabilir. Malzemenin yüzey özelliklerini değiştirmek, araştırmacıların jellerin sindirim sistemi boyunca ne kadar hızlı veya yavaş hareket ettiğini kontrol etmelerine yardımcı olabilir.
Elde edilen jeller, bir fincan çayda bulunan kafein miktarından az miktarda kafein içerir. Ön güvenlik testlerinde, araştırmacılar dört tip insan hücresinde veya farelerde zararlı etki bulmamıştır.
Kaynak : phys.org
