Os cientistas da Caltech desenvolveram um novo tipo de polímero que pode transportar uma carga química como parte de sua estrutura molecular e liberá-la em resposta ao estresse mecânico. O sistema químico que desenvolveram pode um dia ser usado para criar implantes médicos que podem liberar drogas no corpo quando acionados por algo como ondas de ultrassom, eles dizem.

Em um novo artigo publicado na edição de 13 de setembro da Jornal da American Chemical Society , O professor assistente de química Maxwell Robb e os pesquisadores em seu laboratório descrevem o polímero que desenvolveram e a reação que torna o sistema de carga útil possível.

O novo material consiste em um conjunto de cadeias de polímero ligadas ao sistema de carga útil, criando uma unidade mecanicamente sensível chamada mecanóforo. Uma chamada reação em cascata ejeta a carga útil do polímero. Em termos simples, a força aplicada ao polímero faz com que as ligações fracas no mecanóforo se rompam, cuspindo uma molécula intermediária instável que prontamente se decompõe para liberar a carga anexada.

Em seu jornal, os autores demonstram a liberação de um corante cumarina, uma molécula orgânica com propriedades úteis, mas eles dizem que o polímero pode ser adaptado para liberar uma variedade de moléculas, incluindo aqueles com qualidades terapêuticas.

Um material que pode liberar drogas sob comando poderia ser usado para fornecer um tratamento mais preciso de algumas condições médicas; por exemplo, uma terapia contra o câncer poderia entregar um medicamento diretamente ao alvo pretendido.

"A generalidade desta nova plataforma é única na medida em que permite, em princípio, a liberação mecanicamente acionada de uma ampla gama de moléculas de carga, "Robb diz.

O sistema que Robb e seus colegas desenvolveram também pode ser ajustado para outros fins. Ele diz que é possível criar um polímero que se despolimeriza - ou se quebra completamente em pequenas moléculas - quando submetido a estresse. Alternativamente, um polímero pode ser adaptado para liberar uma molécula repórter para sinalizar locais em uma estrutura que estão sob estresse e pode levar a uma falha estrutural.

"Estamos trabalhando ativamente para expandir o design em várias direções, para avaliar o escopo de liberação de carga e para despolimerização desencadeada, que é particularmente promissor para a amplificação de estresse, pois permite que um único evento desencadeador gere muitas moléculas pequenas por meio de uma reação em dominó, "Robb diz.

O artigo é intitulado "Liberação de pequena molécula acionada mecanicamente de um carbonato de furfurila mascarado".