Кофеин вдохновляет на создание биосовместимого геля для жевательных лекарств

Coatings Today
10.05.2018 270

Кофеин хорошо известен своей способностью помогать людям не расслабляться, но команда исследователей из Массачусетского технологического института и Женской больницы Бригхэма недавно нашла новый способ применения для этого химического стимулятора – катализировать образование полимерных материалов.

Используя кофеин в качестве катализатора, исследователи разработали способ создания жевательных, биосовместимых гелей, которые можно использовать как способ приёма препарата внутрь и других медицинских применений.

Большинство синтетических подходов (к построению системы моделей, как композиционный подход) к синтезу и сшиванию полимерных гелей и других материалов используют катализаторы или условия, которые могут повредить чувствительные вещества, такие как биологические препараты. В противоположность этому, здесь используется экологически безопасная, «зелёная» химия и обычные пищевые ингредиенты, как утверждают авторы исследования – профессора Института интегративных исследований рака им. Дэвида Г. Кока (при Массачусетском технологическом институте). Они полагают, что эти новые материалы могут быть полезны при создании новых медицинских изделий и доставки лекарственных препаратов в организм.

В своей статье, посвященной подобным гелям, исследователи описывают их наполнение двумя противомалярийными препаратами. Как ожидается, материал сможет также использоваться для перенесения и других различных лекарств, делая их жевательными или более легкими для глотания. Это действительно привлекательная перспектива для пациентов, особенно детей, которые испытывают трудности с приёмом капсул и таблеток.

Для изготовления полимерных гелей обычно требуются металлические катализаторы, которые могут представлять опасность, если какой-либо из катализаторов останется в материале после образования геля. Исследовательская команда хотела придумать новый способ создания гелей с использованием катализаторов и исходных материалов на основе пищевых продуктов и других материалов – безопасных для приёма внутрь.

Цель состояла в том, чтобы попытаться упростить метод изготовления и обеспечить улучшенный профиль безопасности препарата с самого начала, используя потенциально более безопасные катализаторы.

Хотя кофеин раньше и не использовался для химического синтеза, он привлек внимание исследователей, поскольку он имеет растительное происхождение и может действовать как слабоосновной элемент, что означает, его способность мягко удалять протоны из других молекул. Он также имеет сходную структуру с некоторыми другими органическими слабыми основаниями, использующимися для катализа тех типов химической реакции, что необходимы для образования этих гелей, – образования сложноэфирных связей для создания сложного полиэфира.

Полиэфиры обеспечивают заранее продуманную структуру съедобных материалов, полученных из био ресурсов. Однако не было никаких катализаторов, которые были бы достаточно мягкими, чтобы закрепить эти молекулы, не вызывая нежелательных реакций или требующих сверхвысокой температуры. Новая платформа предоставляет элегантное решение этой проблемы, используя недорогие материалы и широкодоступные химические вещества.

Ученые решили использовать кофеин, индуцирующий лимонную кислоту, ещё один съедобный материал, производимый растениями, для образования полимерной трёхмерной структуры (сетки) с полиэтиленгликолем (ПЭГ) – биосовместимым полимером, который используется в лекарственных препаратах и товарах широкого потребления, таких как зубная паста, на протяжении многих десятилетий.

При смешивании с лимонной кислотой и ПЭГ и слегка нагретый, кофеин открывает кислородсодержащее кольцо в ПЭГ, позволяя ему реагировать с лимонной кислотой для образования цепей, которые состоят из чередующихся молекул ПЭГ и лимонной кислоты. Если молекулы препарата присутствуют в смеси, они также становятся включенными в эти цепи. В зависимости от применения или от введения в состав определённых лекарств, можно смешивать и сочетать, чтобы найти оптимальную смесь.

Исследователи показали, как можно ввести в эти полимеры два препарата от малярии: артесунат и пиперахин. Химические и механические свойства геля также могут быть преобразованы путём изменения состава. Учёные создали гели, которые содержат либо ПЭГ, либо другой полимер, называемый полипропиленгликолем, а также и те, что объединяют эти два полимера в разных соотношениях. Это позволяет им контролировать такие свойства, как прочность материала, структура поверхности и скорость, с которой выпускаются лекарства. Изменение свойств поверхности материала помогает контролировать, как быстро или медленно гель перемещается по пищеварительному тракту.

Полученные гели содержат небольшое количество кофеина, примерно такое же, как в чашке чая. В предварительных испытаниях на безопасность вредного воздействия на четыре типа клеток человека или на крыс не было обнаружено.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Покрытия от Jotun помогают северным «Золотым воротам» в арктических условиях
Покрытия от Jotun помогают северным «Золотым воротам» в арктических условиях
САННЕФЬОРД, Норвегия — Состоялось открытие моста Халогаланд в Нарвике, Норвегия. Это самый длинный подвесной мост…
Coatings Today
27.12.2018
309
Новое противообрастающее покрытие на биологической основе
Новое противообрастающее покрытие на биологической основе
Теперь в качестве противообрастающего поверхностного покрытия был использован фукоидан, полисахарид, полученный из бурых водорослей. Для…
17.08.2022
40
Противопожарные двери для судов выдержали часовое испытание на огнестойкость
Противопожарные двери для судов выдержали часовое испытание на огнестойкость
Двери из композиционных материалов FRD60 отвечают всем требованиям к огнестойкости B15 и B30 и расширяют…
Coatings Today
17.12.2021
41
Цвет автомобиля напрямую влияет на принятие решения о покупке в 88% случаев
Цвет автомобиля напрямую влияет на принятие решения о покупке в 88% случаев
Покупатели отдают предпочтение высокоглянцевым цветам, которые ассоциируются с элегантностью и стабильностью.  Исследование популярности автомобильных цветов…
Coatings Today
31.05.2021
116
Новое на Pumps Today
Новое на Pumps Today
Pumps Today – это информационный и коммуникационный портал для отрасли производства и применения насосного и…
Coatings Today
28.11.2021
188
Sherwin-Williams Aerospace представляет покрытие Jet Suede
Sherwin-Williams Aerospace представляет покрытие Jet Suede
Двухкомпонентное уретановое покрытие, предназначенное для внутренней отделки самолетов. Компания Sherwin-Williams Aerospace представляет Jet Suede, двухкомпонентное…
Coatings Today
10.10.2019
360
Полиуретановое композиционное покрытие на водной основе
Полиуретановое композиционное покрытие на водной основе
В новой работе описывается полиуретановое композиционное покрытие на водной основе, содержащее новые двумерные нанолисты Ti3C2…
Coatings Today
11.02.2021
119
Предварительная Деловая программа Rosmould | Rosplast 2022
Предварительная Деловая программа Rosmould | Rosplast 2022
Ведущие промышленные выставки Rosmould | Rosplast 2022, которые пройдут 7-9 июня 2022 года в Москве,…
16.05.2022
23
Sherwin-Williams выпускает упрочненное эпоксидное покрытие Dura-Plate 6000
Sherwin-Williams выпускает упрочненное эпоксидное покрытие Dura-Plate 6000
Компания Sherwin-Williams Protective & Marine Coatings выпустила Dura-Plate 6000, новое толстое, высокопрочное эпоксидное покрытие с…
Coatings Today
24.06.2019
315