Novo dispositivo molecular revela potencial para distribuição direcionada de medicamentos e materiais de autocura
Dispositivo molecular revolucionário libera potencial para administração direcionada de medicamentos e materiais de autocura. Crédito:Prof De Bo, Universidade de Manchester Numa nova descoberta que poderá revolucionar a engenharia médica e de materiais, os cientistas desenvolveram um dispositivo molecular inédito que controla a libertação de múltiplas moléculas pequenas através da força.
Os pesquisadores da Universidade de Manchester descrevem um sistema de liberação controlada por força que aproveita as forças naturais para desencadear a liberação direcionada de moléculas, o que poderia avançar significativamente o tratamento médico e os materiais inteligentes.
A descoberta, publicada na revista Nature , usa uma nova técnica usando um tipo de molécula interligada conhecida como rotaxano. Sob a influência da força mecânica – como a observada num local ferido ou danificado – este componente desencadeia a libertação de moléculas funcionais, como medicamentos ou agentes de cura, para atingir com precisão a área necessitada. Por exemplo, o local de um tumor.
Também é uma promessa para materiais autocurativos que podem se reparar no local quando danificados, prolongando a vida útil desses materiais. Por exemplo, um arranhão na tela do telefone.
Guillaume De Bo, professor de Química Orgânica da Universidade de Manchester, disse:"As forças são onipresentes na natureza e desempenham papéis essenciais em vários processos. Nosso objetivo era explorar essas forças para aplicações transformadoras, particularmente na durabilidade de materiais e na distribuição de medicamentos.
"Embora este seja apenas um projeto de prova de conceito, acreditamos que nossa abordagem baseada em rotaxano possui um imenso potencial com aplicações de longo alcance – estamos à beira de alguns avanços verdadeiramente notáveis em cuidados de saúde e tecnologia." Demonstração de animação de liberação controlada forçada. Crédito:Prof Dr. Bo, Universidade de Manchester Tradicionalmente, a libertação controlada de moléculas com força tem apresentado desafios na libertação de mais de uma molécula de uma só vez, geralmente operando através de um jogo de "cabo de guerra" molecular onde dois polímeros puxam de cada lado para libertar uma única molécula.
A nova abordagem envolve duas cadeias de polímero ligadas a uma estrutura central em forma de anel que desliza ao longo de um eixo que suporta a carga, liberando efetivamente múltiplas moléculas de carga em resposta à aplicação de força. Os cientistas demonstraram a liberação de até cinco moléculas simultaneamente com possibilidade de liberação de mais, superando limitações anteriores.
A descoberta marca a primeira vez que os cientistas conseguiram demonstrar a capacidade de libertar mais do que um componente, tornando-o num dos sistemas de libertação mais eficientes até à data.
Os pesquisadores também mostram a versatilidade do modelo ao usar diferentes tipos de moléculas, incluindo compostos medicamentosos, marcadores fluorescentes, catalisadores e monômeros, revelando o potencial para uma grande variedade de aplicações futuras.
Olhando para o futuro, os investigadores pretendem aprofundar-se nas aplicações de autocura, explorando se dois tipos diferentes de moléculas podem ser libertados ao mesmo tempo. Por exemplo, a integração de monômeros e catalisadores poderia permitir a polimerização no local do dano, criando um sistema integrado de autocura nos materiais.
Eles também procurarão expandir o tipo de moléculas que podem ser liberadas.
O professor De Bo disse:"Mal arranhamos a superfície do que esta tecnologia pode alcançar. As possibilidades são ilimitadas e estamos entusiasmados para explorar mais."
