Como os polímeros responsivos a estímulos são usados na biotecnologia
Como polímeros inteligentes são usados
Os polímeros inteligentes estão se tornando cada vez mais predominantes à medida que os cientistas aprendem sobre a química e os gatilhos que induzem mudanças conformacionais nas estruturas de polímeros e desenvolvem maneiras de aproveitá-las e controlá-las. Novos materiais poliméricos estão sendo quimicamente formulados que detectam mudanças ambientais específicas em sistemas biológicos e se ajustam de maneira previsível , tornando-os ferramentas úteis para o fornecimento de drogas ou outros mecanismos de controle metabólico.
Nesta área relativamente nova da biotecnologia, as potenciais aplicações biomédicas e usos ambientais para polímeros inteligentes parecem ser ilimitadas. Atualmente, o uso mais prevalente de polímeros inteligentes na biomedicina é o fornecimento de medicamentos especificamente direcionados.
Classificação e Química de Polímeros Inteligentes
Desde o advento dos produtos farmacêuticos de liberação programada , os cientistas têm se deparado com o problema de encontrar formas de distribuir drogas para um determinado local no corpo sem que elas se degradem primeiro no ambiente altamente ácido do estômago.
A prevenção de efeitos adversos em ossos e tecidos saudáveis também é uma consideração importante. Pesquisadores criaram maneiras de usar polímeros inteligentes para controlar a liberação de drogas até que o sistema de entrega tenha atingido o alvo desejado. Esta liberação é controlada por um gatilho químico ou fisiológico.
Polímeros lineares e matriciais inteligentes existem com uma variedade de propriedades dependendo dos grupos funcionais reativos e das cadeias laterais. Esses grupos podem responder ao pH, temperatura, força iônica, campos elétricos ou magnéticos e luz. Alguns polímeros são reversivelmente reticulados por ligações não covalentes que podem se romper e se modificar dependendo das condições externas. A nanotecnologia tem sido fundamental no desenvolvimento de certos polímeros de nanopartículas, como dendrímeros e fulerenos , que foram aplicados para a liberação de drogas. A encapsulação tradicional de drogas foi feita usando polímeros de ácido láctico. Desenvolvimentos mais recentes viram a formação de matrizes semelhantes a treliças que mantêm a droga de interesse integrada ou aprisionada entre os filamentos poliméricos.
As matrizes poliméricas inteligentes liberam drogas por meio de uma reação química ou fisiológica que altera a reação, geralmente uma reação de hidrólise que resulta na clivagem das ligações e na liberação da droga à medida que a matriz se decompõe em componentes biodegradáveis. A utilizao de poleros naturais deu lugar a poleros sintetizados artificialmente, tais como polianidridos, politeres, idos poliacricos, poli (metacrilatos de metilo) e poliuretanos. Polímeros hidrofílicos, amorfos e de baixo peso molecular contendo heteroátomos (isto é, átomos diferentes de carbono) foram encontrados para se degradarem mais rapidamente.
Os cientistas controlam a taxa de entrega da droga, variando estas propriedades, ajustando assim a taxa de degradação.