De toepassingen van vloeibare kristallen zijn uitgebreid tot het inkapselen van geneesmiddelen

Credit: Nano-onderzoek (2020). DOI: 10.1007 / s12274-020-3078-0

Onderzoekers van de Complutense Universiteit van Madrid (UCM) en de NOVA Universiteit van Lissabon (UNL) hebben platina (Pt) verbindingen van vloeibaar kristallijne aard gebruikt om nanokristalstructuren te ontwerpen die in staat zijn om effectief in water onoplosbare geneesmiddelen in te kapselen en te transporteren die anders moeilijk te bereiken zijn. beheren.

De studie, gepubliceerd in Nano-onderzoek, toont aan dat de nieuwe Pt (II) nanokristallen naast hun toepassingen in bioimaging-technieken als fosforescerende markers, ook een toepassing kunnen hebben in de biogeneeskunde: om in water onoplosbare geneesmiddelen in te kapselen.

Dergelijke hydrofobe geneesmiddelen omvatten enkele antitumortherapieën, die moeilijk toe te dienen zijn vanwege hun slechte oplosbaarheid in water, waardoor het nodig is om de dosis te verhogen om het gewenste therapeutische effect te bereiken, wat ook de toxiciteit en bijwerkingen bij de patiënt verhoogt.

“Om deze problemen te elimineren, hebben we strategisch Pt (II) nanokristallen ontworpen met ideale structurele kenmerken die ze uitstekende kandidaten maken voor het inkapselen en transporteren van in water onoplosbare stoffen”, legt Mercedes Cano uit, de hoofdonderzoeker van de MatMoPol Group in de afdeling van Anorganische chemie aan de UCM.

Inwendige holte geïsoleerd van water

Cristián Cuerva, die een onderzoeker was bij de afdeling Anorganische Chemie aan de UCM toen dit onderzoeksgebied werd gelanceerd en nu bij de UNL is, onthulde dat ‘de aanwezigheid van verlengde alkylketens die naar de buitenkant van de nanokristallen zijn gericht, hun stabiele verspreiding vergemakkelijkt. in water, “eraan toevoegend dat” degenen die zich naar binnen bevinden de retentie van hydrofobe substanties in de interne holte bevorderen. “

Om de studie uit te voeren, bereidden de onderzoekers de nieuwe luminescerende Pt (II) nanokristallen voor in kleine bolvormige emulsies die werden gevormd door water te mengen met een olieachtig oplosmiddel.

Daaropvolgende verdamping van het oplosmiddel creëert een interne holte die volledig geïsoleerd is van het waterige medium en de ideale eigenschappen vertoont om hydrofobe geneesmiddelen in te kapselen.

De inkapselingsassays werden uitgevoerd met coumarine 6 (C6), een luminescerende verbinding die praktisch onoplosbaar is in water, als een hydrofoob stofmodel. Daaropvolgende analyse onthulde de aanwezigheid van C6 in de nanokristallen, waardoor een hoge inkapselingsefficiëntie tot 79% werd bereikt.

Van LCD tot nanocapsules

Een van de belangrijkste revoluties in vloeibare kristallen was het gebruik ervan in LCD-schermen op tablets, e-books, laptops en digitale horloges, hoewel ze nu mogelijk worden vervangen door OLED-systemen, die betere prestaties bieden.

“In de afgelopen decennia, juist toen veel mensen dachten dat vloeibare kristallen” het plafond hadden bereikt “, hebben we ontdekt dat deze materialen aanvullende eigenschappen bezitten en versterken, zoals fosforescentie en geleidbaarheid, waardoor de weg wordt geëffend voor nieuwe technologische toepassingen op het gebied van lichtgevende sensoren. en elektrische batterijen. Door gebruik te maken van nanowetenschap en nanotechnologie hebben we nu aangetoond dat vloeibare kristallen ook van groot nut kunnen zijn op het gebied van de biomedische geneeskunde, ”concludeerde Cuerva.