Comment les polymères sensibles aux stimuli sont-ils utilisés en biotechnologie
Comment les polymères intelligents sont utilisés
Les polymères intelligents sont de plus en plus répandus à mesure que les scientifiques apprennent la chimie et les déclencheurs qui induisent des changements conformationnels dans les structures polymères et conçoivent des façons de les exploiter et de les contrôler. De nouveaux matériaux polymères sont formulés chimiquement qui détectent les changements environnementaux spécifiques dans les systèmes biologiques, et s'ajustent de manière prévisible , ce qui en fait des outils utiles pour l'administration de médicaments ou d'autres mécanismes de contrôle métabolique.
Dans ce domaine relativement nouveau de la biotechnologie, les applications biomédicales potentielles et les utilisations environnementales des polymères intelligents semblent illimitées. Actuellement, l'utilisation la plus répandue des polymères intelligents dans la biomédecine est l'administration ciblée de médicaments.
Classification et chimie des polymères intelligents
Depuis l'avènement des produits pharmaceutiques à libération programmée , les scientifiques ont été confrontés au problème de trouver des moyens de délivrer des médicaments à un site particulier dans le corps sans les dégrader d'abord dans l'environnement gastrique très acide.
La prévention des effets indésirables sur les os et les tissus sains est également une considération importante. Les chercheurs ont imaginé des moyens d'utiliser des polymères intelligents pour contrôler la libération de médicaments jusqu'à ce que le système de distribution ait atteint la cible souhaitée. Cette libération est contrôlée par un déclencheur chimique ou physiologique.
Les polymères intelligents linéaires et à matrice existent avec une variété de propriétés en fonction des groupes fonctionnels réactifs et des chaînes latérales. Ces groupes peuvent être sensibles au pH, à la température, à la force ionique, aux champs électriques ou magnétiques et à la lumière. Certains polymères sont réticulés de manière réversible par des liaisons non covalentes qui peuvent se rompre et se reformer en fonction des conditions extérieures. La nanotechnologie a été fondamentale dans le développement de certains polymères de nanoparticules tels que les dendrimères et les fullerènes , qui ont été utilisés pour l'administration de médicaments. L'encapsulation traditionnelle de médicaments a été réalisée en utilisant des polymères d'acide lactique. Des développements plus récents ont vu la formation de matrices en forme de réseau qui retiennent le médicament d'intérêt intégré ou piégé entre les brins de polymère.
Les matrices de polymères intelligents libèrent des médicaments par une réaction chimique ou physiologique altérant la structure, souvent une réaction d' hydrolyse entraînant le clivage des liaisons et la libération de médicament lorsque la matrice se décompose en composants biodégradables. L'utilisation de polymères naturels a cédé la place à des polymères synthétisés artificiellement tels que les polyanhydrides, les polyesters, les polyacryliques, les poly (méthacrylates de méthyle) et les polyuréthanes. Des polymères hydrophiles, amorphes, de bas poids moléculaire contenant des hétéroatomes (c'est-à-dire des atomes autres que le carbone) se sont avérés se dégrader le plus rapidement.
Les scientifiques contrôlent le taux d'administration du médicament en faisant varier ces propriétés, ajustant ainsi le taux de dégradation.