Σύνθεση και χαρακτηρισμός πολυμερών ανθρακενίου για τη μεταφορά βιοδραστικών ενώσεων
Loading...
Date
2023-07-18
Authors
Χριστόπουλος, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η νανοτεχνολογία αποτελεί ένα πεδίο, το οποίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα της σύγχρονης επιστήμης, ενώ τα τελευταία χρόνια μελετάται από μια φαρμακευτική σκοπιά. Εκλεκτικότητα και βελτιωμένη εξειδίκευση προς τα κύτταρα στόχους, σταθερότητα της βιοδραστικής ένωσης και αύξηση τη βιοδιαθεσιμότητας του φαρμάκου, ανάπτυξη νέων φαρμακομορφών και υπέρβαση των βιολογικών φραγμών κατά τη μεταφορά και τη δράση του φαρμάκου, είναι μερικές από τις προκλήσεις που η νανοτεχνολογία καλείται να καλύψει. Τελευταία, βάσει των αρχών της νανοτεχνολογίας, μελετώνται συστήματα ελεγχόμενης χορήγησης φαρμάκων, τα οποία μπορούν να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά τα προβλήματα διαλυτότητας, βιοδιαθεσιμότητας, σταθερότητας, στόχευσης και ελεγχόμενης απελευθέρωσης, καθώς και τις παρενέργειες των φαρμάκων.
Από την άλλη, τα πολυμερή αποτελούν έναν πολύ σημαντικό κλάδο της σύγχρονης επιστήμης και, λόγω των φυσικοχημικών, βιολογικών και μηχανικών ιδιοτήτων τους, καθίστανται κατάλληλα σε πολλές εφαρμογές. Συγκεκριμένα, πολυμερικοί νανοφορείς χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων του σχεδιασμού αντικαρκινικών φαρμάκων και της κινητοποίησης της ανοσολογικής απόκρισης κατά του καρκίνου ή των παθογόνων (ανοσοθεραπεία με στόχο τον όγκο, συστατικά για σύγχρονα εμβόλια).
Η έγκλιση βιοδραστικών μορίων σε νανοσωματίδια που μπορούν να συντεθούν από πολυμερή, τα οποία λειτουργούν ως φορείς φαρμακευτικών ουσιών, αποτελεί μια καλά μελετημένη τεχνική για την αύξηση του χρόνου ημιζωής των σχετικών ενώσεων και της αποτελεσματικότητάς τους, καθώς και τη μείωση της απαραίτητης ποσότητας σε κάθε δόση. Βιοαποικοδομήσιμα πολυμερικά νανοσωματίδια με βάση την πολυ(αιθυλένο-γλυκόλη) (PEG) έχουν μελετηθεί εκτενώς ως συστήματα χορήγησης φαρμάκων και πρωτεϊνών, ενώ έχουν γίνει προσπάθειες σύνθεσης συμπολυμερών πολυ(αιθυλένο-γλυκόλης) – ανθρακενίου (PEG-AN), αξιοποιώντας την υδροφιλικότητα του πρώτου και τις φυσικοχημικές και μηχανικές ιδιότητες του δεύτερου (απορρόφηση και εκπομπή ακτινοβολίας, φωτοδιασταυρούμενη σύνδεση και φωτο-διμερισμός).
Η παρούσα εργασία επιχειρεί να ενώσει όλα τα παραπάνω, με στόχο τη σύνθεση σταθερών και μεγάλου μοριακού βάρους (ΜΒ) πολυμερικών δομών που φέρουν την ομάδα της
4
PEG και του ανθρακενίου και τα οποία θα μπορούν να αξιοποιηθούν ως συστήματα μεταφοράς βιοδραστικών ενώσεων. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιήθηκαν αντιδράσεις, όπως η αντίδραση Suzuki-coupling, με σκοπό τη σύνθεση μονομερών που εισάγουν την ομάδα του ανθρακενίου στην πολυμερική αλυσίδα. Οι εκάστοτε πολυμερισμοί βασίστηκαν στον πολυμερισμό μέσω ελευθέρων ριζών, ενώ για τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων των συμπολυμερών έλαβε χώρα και αιθεροποίηση Williamson.
Οι πολυμερικές δομές που συντέθηκαν, χαρακτηρίσθηκαν μέσω φασματοσκοπίας NMR, φασματομετρίας UV-VIS και PL, ως προς τα μοριακά τους βάρη μέσω χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγεθών GPC, και στη συνέχεια ακολούθησαν μελέτες σχηματισμού νανοσωματιδίων και υδρογελών. Τέλος για τα νανοσωματίδια, προσδιορίστηκε η υδροδυναμική τους διάμετρος και ο δείκτης πολυδιασποράς, μέσω δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS).
Βάσει των παραπάνω, συντέθηκαν συμπολυμερή PEG-An διαφόρων μοριακών βαρών (από 46000 μέχρι 218kDa), τα οποία τροποποιήθηκαν με την παρουσία VBC , αποδίδοντας τα αντίστοιχα πολυμερικά συστήματα μοριακού βάρος έως και 216kDa. Τα τελευταία ακτινοβολήθηκαν στο UV επιτυγχάνοντας φωτο-σύζευξη σε ποσοστό 73% ενώ σε υδάτινο περιβάλλον σχηματίζουν μικκύλια με διάμετρο που προσεγγίζει τα 60nm. Στα σχηματιζόμενα μικκύλια έγιναν δοκιμές εγκλωβισμού υδρόφοβων βιοδραστικών μορίων (πακλιταξέλη) πετυχαίνοντας ποσοστό φόρτωσης 30% και αποτελεσματικότητα ενθυλάκωσης 40%.
Description
Keywords
Πολυμερή, Ανθρακένιο, Σύνθεση πολυμερών, Νανοφάρμακα, Συστήμα μεταφοράς φαρμάκων