Интеллектуальные полимеры или стимулирующие реакцию полимеры

Смарт-полимеры , или реагирующие на стимулы полимеры, представляют собой материалы, состоящие из полимеров, которые реагируют на драматический способ очень незначительных изменений в их Окружающая среда. Ученые, изучающие природные полимеры, узнали, как они ведут себя в биологических системах, и теперь используют эту информацию для разработки подобных искусственных полимерных веществ со специфическими свойствами. Эти синтетические полимеры потенциально очень полезны для различных применений, в том числе в отношении биотехнологии и биомедицины.

Использование смарт-полимеров

Умные полимеры становятся все более распространенными, так как ученые узнают о химии и триггерах, которые вызывают конформационные изменения в полимерных структурах и разрабатывают способы использования и управления ими. Новые полимерные материалы химически формулируются с учетом специфических изменений окружающей среды в биологических системах и корректируются с помощью предсказуемого метода , что делает их полезными инструментами для доставки лекарств или другими механизмами метаболического контроля.

В этой относительно новой области биотехнологии потенциальные биомедицинские применения и экологические применения для интеллектуальных полимеров кажутся безграничными. В настоящее время наиболее распространенным применением гибких полимеров в биомедицине является специально нацеленная доставка лекарств.

Классификация и химия смарт-полимеров

С появлением фармацевтических препаратов с временным высвобождением у ученых возникла проблема поиска способов доставки наркотиков на конкретный сайт в организме без их первого ухудшения в сильнокислой среде желудка.

Важным фактором является также предотвращение неблагоприятного воздействия на здоровую кость и ткань. Исследователи разработали способы использования интеллектуальных полимеров для контроля выпуска лекарств до тех пор, пока система доставки не достигнет желаемой цели. Этот выпуск контролируется либо химическим, либо физиологическим триггером.

Линейные и матричные интеллектуальные полимеры существуют с различными свойствами в зависимости от реакционноспособных функциональных групп и боковых цепей. Эти группы могут реагировать на рН, температуру, ионную силу, электрические или магнитные поля и свет. Некоторые полимеры обратимо сшиваются нековалентными связями, которые могут разрушаться и реформироваться в зависимости от внешних условий. Нанотехнология была фундаментальной в разработке некоторых полимеров наночастиц, таких как дендримеры и фуллерены, которые применялись для доставки лекарств. Традиционная инкапсуляция лекарственных средств была проведена с использованием молочнокислых полимеров. Более поздние разработки привели к образованию решетчатых матриц, которые содержат интересный препарат, интегрированный или захваченный между полимерными нитями.

Интеллектуальные полимерные матрицы высвобождают лекарства посредством химической или физиологической реакции, изменяющей структуру, часто реакцию гидролиза, приводящую к расщеплению связей и высвобождению лекарственного средства, когда матрица разрушается в биоразлагаемые компоненты. Использование природных полимеров уступает место искусственно синтезированным полимерам, таким как полиангидриды, сложные полиэфиры, полиакриловые кислоты, поли (метилметакрилаты) и полиуретаны. Было обнаружено, что гидрильные, аморфные, низкомолекулярные полимеры, содержащие гетероатомы (то есть атомы, отличные от углерода), деградируют быстрее всего.

Ученые контролируют скорость доставки лекарств путем изменения этих свойств, тем самым корректируя скорость деградации.