Complexos biocompatíveis para aplicações de entrega de drogas recebem um impulso estrutural de gaiolas de silício em nanoescala
p Polímeros orgânicos-inorgânicos à base de ácido polilático (PLA) (acima) se automontam em esferas de nanopartículas com potencial para entrega de drogas. Durante a polimerização, PLA (magenta) forma uma de duas estruturas de imagem de espelho. Crédito:2012 Royal Society of Chemistry
p Os medicamentos à base de proteínas mostram atividade promissora contra muitos alvos difíceis de tratar. Fazer com que essas biomoléculas passem pelas inúmeras defesas do corpo, Contudo, requer tecnologia inovadora, como nanopartículas de distribuição de medicamentos. O ácido polilático (PLA) é um candidato potencial porque não é tóxico, biodegradável, e se reúne espontaneamente em estruturas minúsculas nas condições certas. Chaobin He, do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais em Cingapura, e colegas de trabalho desenvolveram um método robusto para sintetizar nanopartículas de PLA usando tecnologia de copolímero e um 'nanocage' rígido feito de silício. p Durante a polimerização, O PLA se forma em um dos dois compostos de imagem de espelho, conhecido como tipo L ou tipo D (veja a imagem). Quando os químicos misturam as cadeias de PLA do tipo L e D, suas formas complementares se interligam por meio de um processo conhecido como estereocomplexação. Recentemente, os químicos descobriram que a construção de cadeias de PLA contendo 'blocos' discretos de compostos L e D traz um controle sem precedentes sobre a formação de nanopartículas, permitindo-lhes produzir formas distintas.
p Embora a estereocomplexação melhore os atributos mecânicos das nanopartículas de PLA, muitos desses compostos agregam-se indesejavelmente após alguns dias na água. Ele e sua equipe investigaram se poderiam manter a forma das nanopartículas usando silsequioxano, uma estrutura rígida e pequena de átomos de silício-oxigênio que tem um forte histórico de aumentar a força do polímero em nível molecular.
p Depois de conectar o silsequioxano às cadeias individuais de PLA tipo L e D, os pesquisadores usaram um processo chamado polimerização de radical de transferência de átomo para gerar copolímeros híbridos orgânico-inorgânicos com segmentos de PLA e silsequioxano bem definidos. Quando eles misturaram dois copolímeros de bloco com segmentos complementares L- e D-PLA em solventes orgânicos polares que mantêm leves cargas elétricas, as cadeias se auto-montaram em esferas em nanoescala. Como copolímeros sem segmentos L e D correspondentes permaneceram em solução nas mesmas condições, a equipe deduziu que a estereocomplexação é a principal força motriz da formação de nanopartículas.
p Experimentos revelaram que os nanocages de silício melhoraram significativamente a estabilidade das nanopartículas de PLA:mesmo depois de um mês em solução aquosa diluída, esses compostos híbridos mantiveram suas formas únicas. Além disso, a equipe descobriu que a incorporação de unidades de silsequioxano mais longas nas cadeias de PLA fez com que as nanopartículas se reunissem em esferas menores. De acordo com Ele, isso sugere que o constituinte inorgânico pode influenciar a probabilidade de estereocomplexação - descobertas que abrem oportunidades para ajustar com precisão o tamanho e a forma das nanopartículas.
p Ele e colegas de trabalho prevêem que suas nanopartículas podem melhorar as propriedades dos plásticos PLA usados para implantes médicos, agindo como novas substâncias de 'enchimento'. Ele explica que os minúsculos compostos devem aumentar a adesão interfacial dentro de grandes folhas de PLA, aumentando assim sua ductilidade e resistência.