Estruturas metálicas orgânicas estáveis ​​são valorizadas por sua capacidade de capturar dióxido de carbono ou coletar água atmosférica, mas os pesquisadores da U-M desenvolveram um uso para estruturas orgânicas metálicas instáveis:como um sistema para entrega de drogas.

Noventa por cento das drogas em desenvolvimento não se dissolvem bem ou não se dissolvem no corpo, de acordo com um estudo de 2012. Estruturas de metal orgânico, ou MOFs, são rígidos, estruturas porosas compostas de metal ligado por ligantes orgânicos. Ao pesquisar MOFs instáveis, O químico Adam Matzger da U-M percebeu que eles podem funcionar como um sistema de liberação para esses tipos de drogas.

"Percebemos que enquanto todos buscavam MOFs estáveis, poderíamos usar o que aprendemos sobre a instabilidade dos MOFs para obter uma substância degradável que liberaria medicamentos rapidamente. Foi uma descoberta realmente inesperada, "disse Matzger, o Charles G. Overberger Professor Colegiado de Química e um professor de ciência macromolecular e engenharia.

O sistema de entrega MOF tira proveito de uma estratégia de entrega de medicamentos insolúveis, Matzger diz. A estratégia é entregá-los de forma amorfa, o que significa que as drogas são impedidas de cristalizar. Uma vez que os compostos da droga cristalizam, eles se tornam menos solúveis e, portanto, menos biodisponíveis, o que significa que menos da droga passa para a corrente sanguínea.

MOFs são capazes de manter esses medicamentos em um estado amorfo devido à sua estrutura porosa. O MOF-5 em particular parece um conjunto de cubos empilhados uns sobre os outros:imagine uma grade 3-D que se repete sem parar. Quando os pesquisadores carregam um medicamento nesta grade, os poros no MOF compartimentam as moléculas da droga, mantendo o composto no estado amorfo desejado.

Os pesquisadores já usaram polímeros para manter compostos de drogas em um estado amorfo, mas as moléculas da droga ainda podem migrar e cristalizar no polímero, que afeta a solubilidade e, portanto, quanto de um medicamento está biodisponível. Como o MOF mantém as moléculas de drogas separadas, mas se decompõe rapidamente, a dosagem do medicamento é facilmente controlada, Matzger diz. O próprio composto atravessa a corrente sanguínea, enquanto o MOF se decompõe no corpo.

Os pesquisadores, que incluem o pós-doutorado Kuthuru Suresh, decidiu usar o MOF-5 por alguns motivos. Primeiro, seu componente de metal é o zinco, um metal com baixa toxicidade usado em muitos suplementos, e o componente orgânico é um ácido denominado ácido tereftálico. Segundo, MOF-5 é relativamente instável, que os pesquisadores demonstraram em um trabalho separado que examinou a estabilidade de diferentes MOFs.

"O que fazemos aqui é aumentar a solubilidade, garantindo a estabilidade da dosagem, "Matzger disse." Esta abordagem é relativamente universal. Mostramos para três drogas, mas o fato de que os poros são muito pequenos para permitir a formação de um cristal vai valer para todas as drogas. "