Gli scienziati del Caltech hanno sviluppato un nuovo tipo di polimero in grado di trasportare un carico chimico come parte della sua struttura molecolare e rilasciarlo in risposta allo stress meccanico. Il sistema chimico che hanno sviluppato potrebbe un giorno essere utilizzato per creare impianti medici in grado di rilasciare farmaci nel corpo quando innescati da qualcosa come le onde ultrasoniche, dicono.

In un nuovo articolo pubblicato nel numero del 13 settembre del Giornale della Società Chimica Americana , L'assistente professore di chimica Maxwell Robb e i ricercatori del suo laboratorio descrivono il polimero che hanno sviluppato e la reazione che rende possibile il sistema di carico utile.

Il nuovo materiale è costituito da un insieme di catene polimeriche legate al sistema di carico utile, creando un'unità meccanicamente sensibile chiamata meccanoforo. Una cosiddetta reazione a cascata espelle il carico utile dal polimero. In parole povere, la forza applicata al polimero provoca la rottura dei legami deboli nel meccanoforo, sputando una molecola intermedia instabile che si rompe prontamente per rilasciare il carico utile attaccato.

Nella loro carta, gli autori dimostrano il rilascio di un colorante cumarina, una molecola organica con proprietà utili, ma dicono che il polimero potrebbe essere adattato per rilasciare una varietà di molecole, compresi quelli con qualità terapeutiche.

Un materiale in grado di rilasciare farmaci a comando potrebbe essere utilizzato per fornire un trattamento più preciso di alcune condizioni mediche; Per esempio, una terapia antitumorale potrebbe somministrare un farmaco direttamente al target previsto.

"La generalità di questa nuova piattaforma è unica in quanto consente, in linea di principio, il rilascio innescato meccanicamente di un'ampia gamma di molecole cargo, "dice Robb.

Il sistema sviluppato da Robb e dai suoi colleghi potrebbe anche essere ottimizzato per altri scopi. Dice che è possibile creare un polimero che depolimerizza, o si scompone completamente in piccole molecole, quando sottoposto a stress. In alternativa, un polimero potrebbe essere adattato per rilasciare una molecola reporter per segnalare posizioni in una struttura che sono sotto stress e potrebbero portare a un guasto strutturale.

"Stiamo lavorando attivamente per espandere il design in diverse direzioni, per valutare la portata del rilascio del carico e per la depolimerizzazione innescata, che è particolarmente promettente per l'amplificazione dello stress poiché consente a un singolo evento scatenante di generare molte piccole molecole attraverso una reazione domino, "dice Robb.

Il documento è intitolato "Rilascio di piccole molecole innescato meccanicamente da un carbonato di furfurile mascherato".