Кофеин вдохновляет на создание биосовместимого геля для жевательных лекарств

Coatings Today
10.05.2018 297

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

Axalta подписала долгосрочный договор о сотрудничестве с TOYOTA GAZOO Racing Europe
Axalta подписала долгосрочный договор о сотрудничестве с TOYOTA GAZOO Racing Europe
Axalta предоставит лакокрасочные материалы для окраски гоночных автомобилей и оборудования. Компания Axalta (NYSE: AXTA), ведущий…
Coatings Today
12.04.2021
173
Композиционный материал на основе биотехнологий
Композиционный материал на основе биотехнологий
Исследователи из Хемницкого технического университета в Германии разработали ряд волоконно-пластических соединений (волокнита) на основе биотехнологий,…
Coatings Today
19.09.2017
280
Полное отверждение черных эпоксидных клеев
Полное отверждение черных эпоксидных клеев
Инновационная технология "Black&Light", которая позволяет полностью полимеризировать черные эпоксидные клеи, не используя механизмы вторичного отверждения.
12.04.2023
35
Справочник компаний 2021 и мы приглашаем Вас стать участником!
Справочник компаний 2021 и мы приглашаем Вас стать участником!
Ежегодно наш Справочник распространяется на ключевых отраслевых мероприятиях по всей России, включая «ExpoCoating», «Защиту от…
Coatings Today
07.09.2020
216
FACC получила дополнительное разрешение на багажные отделения
FACC получила дополнительное разрешение на багажные отделения
FACC (Рид-им-Иннкрайс, Австрия) объявила, что ее модифицированное багажное отделение для кабин самолетов получило специальный дополнительный…
Coatings Today
25.04.2019
413
Высококачественная матовая бумага для этикеток
Высококачественная матовая бумага для этикеток
Компания Mitsubishi HiTec Paper обновила линейку матовой бумаги для струйной печати jetscript, улучшающую качество печати,…
25.01.2023
29
Китайский завод создал самое большое цельнокованое кольцо в мире
Китайский завод создал самое большое цельнокованое кольцо в мире
Китайская компания Shandong Iraeta Heavy Industry Co. недавно представила огромное цельнокованое кольцо из нержавеющей стали,…
Coatings Today
17.05.2019
340
Ультрафильтрация для ванн для обезжиривания и фосфообезжиривания
Ультрафильтрация для ванн для обезжиривания и фосфообезжиривания
Регенерация –  Установка MINERVA, которую компания Condoroil изучала и изготавливала более 25 лет, представляет собой…
Coatings Today
21.05.2019
389
Ученые обнаружили способность диоксида титана к самоочищению
Ученые обнаружили способность диоксида титана к самоочищению
Итака, штат Нью-Йорк – Диоксид титана — один из немногих минералов, способных самоочищаться; эти вещества…
Coatings Today
13.02.2019
371