Hva er Smart Polymers?

Smarte polymerer , eller stimulus-responsive polymerer, er materialer som består av polymerer som reagerer på dramatisk til svært små endringer i deres miljø. Forskere som studerer naturlige polymerer har lært hvordan de oppfører sig i biologiske systemer, og bruker nå den informasjonen til å utvikle lignende menneskeskapte polymerstoffer med spesifikke egenskaper. Disse syntetiske polymerene er potensielt svært nyttige for en rekke anvendelser, inkludert noen relatert til bioteknologi og biomedisin.

Smarte polymerer blir stadig mer utbredt som forskere lærer om kjemi og utløsere som fremkaller konformasjonsendringer i polymerstrukturer og utformer måter å dra nytte av og kontrollere dem. Nye polymere materialer blir kjemisk formulert som oppfyller spesifikke miljøendringer i biologiske systemer, og justeres på en måte som er forutsigbar

, noe som gjør dem nyttige verktøy for legemiddellevering eller andre metabolske kontrollmekanismer.

På dette relativt nye området bioteknologi ser potensielle biomedisielle applikasjoner og miljøbruk for smarte polymerer ut til å være ubegrensede. For tiden er den mest utbredte bruken av smarte polymerer i biomedisin for spesifikt målrettet leveranse av legemidler. Klassifisering og kjemi av smarte polymerer

Siden adventen av

farmasøytisk tidsbegrenset medisin

har forskerne hatt problemer med å finne måter å levere rusmidler til et bestemt sted i kroppen

uten at de først nedbrytes i det svært sure magemiljøet.

Forebygging av bivirkninger på sunt ben og vev er også et viktig hensyn. Forskere har utviklet måter å bruke smarte polymerer til å kontrollere frigjøring av medisiner inntil leveringssystemet har nådd ønsket mål. Denne utgivelsen styres av enten en kjemisk eller fysiologisk utløser. Linjære og matriks-klare polymerer finnes med en rekke egenskaper, avhengig av reaktive funksjonelle grupper og sidekjeder. Disse gruppene kan være lydhør overfor pH, temperatur, ionstyrke, elektriske eller magnetiske felt og lys. Noen polymerer er reversibelt kryssbundet av ikke-kovalente bindinger som kan bryte og reformere avhengig av ytre forhold. Nanoteknologi har vært grunnleggende i utviklingen av visse nanopartikkelpolymerer som dendrimerer og fullerener, som har blitt anvendt for legemiddellevering. Tradisjonell medisinsk innkapsling har blitt gjort ved å bruke melkesyrepolymerer. Nyere utviklinger har sett dannelsen av gitterlignende matriser som holder stoffet av interesse integrert eller innfanget mellom polymerstrengene.

Smarte polymermatriser frigjør medikamenter ved en kjemisk eller fysiologisk strukturendringsreaksjon, ofte en hydrolysereaksjon som resulterer i spaltning av bindinger og frigivelse av medikament når matrisen bryter ned i bionedbrytbare komponenter. Bruken av naturlige polymerer har gitt vei til kunstig syntetiserte polymerer som polyanhydrider, polyestere, polyakrylsyrer, poly (metylmetakrylater) og polyuretaner. Hydrofile, amorfe, lavmolekylære polymerer inneholdende heteroatomer (dvs. andre atomer enn karbon) har blitt funnet å nedbryte raskest.

Forskere kontrollerer graden av rusmiddelavgift ved å variere disse egenskapene og tilpasser dermed nedbrytningshastigheten.