Un conveniente, Un metodo privo di metalli pesanti e odori per realizzare nanostrutture polimeriche cave è stato progettato dai ricercatori di A*STAR. Queste strutture potrebbero trovare impiego come sistemi di consegna di prodotti per la cura della persona, farmaci e prodotti agrochimici.

L'uso di nanostrutture polimeriche cave per trasportare e preservare la stabilità dei principi attivi, come l'acido salicilico, vitamine, farmaci e pesticidi, sta esplodendo. Questi proiettili rilasciano il carico su richiesta in risposta a fattori scatenanti come l'acqua. Gli attuali metodi di produzione sono imperfetti, a causa di entrambi i costi, motivi ambientali o di sicurezza. Sforzi significativi vengono quindi dedicati allo sviluppo di alternative.

Alexander van Herk dell'A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences e Atsushi Goto della Nanyang Technological University, hanno progettato una cassaforte, percorso semplice per sintetizzare nanoparticelle polimeriche, nanocilindri e nanocapsule.

Il primo stadio di questa sintesi in due fasi consiste nel polimerizzare l'acido metilacrilico (MAA) in presenza di iodio per produrre ioduri alchilici. Il poli(acido metacrilico) (PMAA) agisce quindi come iniziatore nella polimerizzazione del metilmetacrilato (MMA) e nella formazione del copolimero a blocchi. Lo ioduro di sodio è il catalizzatore in entrambe le fasi. Il PMAA è idrofilo e il poli(metilmetacrilato) (PMMA) è idrofobo, il che significa che in solventi polari come etanolo e acqua il copolimero si autoassembla in nanostrutture cave.

Variando le proporzioni del polimero, van Herk e Goto potrebbero determinare la forma delle nanostrutture. La porzione più bassa di PMMA in PMAA ha dato nanoparticelle; l'aumento del contenuto idrofobo ha portato a nanocilindri, poi nanocapsule. Il team ha anche scoperto che la modifica delle due lunghezze dei polimeri ha consentito il controllo sulle dimensioni della struttura e sullo spessore del guscio.

L'uso dello iodio è la parte più innovativa di questo lavoro. Lo ioduro di sodio è altamente attivo, biologicamente sicuro, poco costoso, incolore e inodore. Le attuali polimerizzazioni utilizzano gruppi contenenti zolfo maleodoranti, o ioni di metalli pesanti come il rame. "L'utilizzo della polimerizzazione radicalica controllata mediata da iodio ci fornisce capsule prive di zolfo e metalli che hanno un'accettazione più ampia rispetto a quelle prodotte con i metodi precedenti, "dice Van Herk.

Il team ha ripetuto gli esperimenti aggiungendo una piccola quantità di monomero idrofobo reticolabile etilenglicole dimetacrilato all'MMA nella seconda fase di polimerizzazione. "Il crosslinking è importante per 'congelare' la struttura, per garantire che non cambi durante l'ulteriore manipolazione, " dice van Herk. Ciò ha portato a nanostrutture più stabili.

Le capacità di somministrazione di questi polimeri non sono ancora state testate. "Finora non abbiamo caricato queste capsule con composti attivi come vitamine o peptidi. Il prossimo passo potrebbe essere quello di farlo, e poi studiare i profili di rilascio, "dice Van Herk.