Gli scienziati dell'Istituto di chimica fisica dell'Accademia polacca delle scienze (IPC PAS) in collaborazione con la Facoltà di chimica dell'Università di tecnologia di Varsavia (WUT) hanno sviluppato un nuovo, metodo senza solventi per l'incapsulamento di molecole di farmaci in materiali porosi MOF (struttura metallo-organica).

Oggi, nuovi sistemi di somministrazione di farmaci per il rilascio controllato di molecole biologicamente attive sono fondamentali nella moderna tecnologia farmaceutica. Negli ultimi anni, MOF:una classe di materiali porosi cristallini ibridi organici-inorganici ha attirato molta attenzione come trasportatori di farmaci a causa del loro ambiente interno anfifilico e della porosità elevata e regolare sintonizzabile. I metodi tradizionali di caricamento del farmaco si basano sull'incorporazione di un particolare farmaco immergendo un MOF attivato in soluzioni farmacologiche opportunamente preparate. Questa procedura apparentemente semplice richiede molto tempo in quanto richiede molti passaggi come la sintesi e l'attivazione del MOF, ammollo, lavaggio e asciugatura. Per di più, la capacità di carico dei materiali così ottenuti è solitamente inferiore a quella riscontrata nelle silici mesoporose o nei carrier organici attualmente utilizzati.

"Quello che stiamo cercando è un design razionale e una sintesi di unità di costruzione molecolare e la loro trasformazione controllata in materiali funzionali ibridi in processi dal basso verso l'alto che includano sia i metodi tradizionali a umido che i processi meccanochimici rispettosi dell'ambiente, "dice Janusz Lewinski, l'autore senior dello studio.

Ora, i ricercatori dell'IPC PAS e WUT hanno sviluppato un nuovo e semplice metodo di incapsulamento dei farmaci senza solventi che utilizza un complesso metallico preassemblato che incorpora la molecola del farmaco, e questo tipo di cluster agisce sia come farmaco che come precursore del MOF. Secondo i ricercatori, questo nuovo approccio potrebbe sia migliorare notevolmente l'efficienza dell'incapsulamento dei farmaci nei materiali MOF, sia aprire la strada alla formulazione di una vasta gamma di compositi "drug@MOF".

"Si tratta di una procedura molto semplice e veloce, in cui la reazione meccanochimica rapida e priva di solventi ci fornisce un composito "drug@MOF" in soli 20 minuti, " ha detto il dottor Daniel Prochowicz.

"La sintesi meccanochimica senza solventi è molto semplice. Abbiamo bisogno di precursori solidi e di un mulino a palle elettrico per eseguire la reazione. Quindi, durante la molatura dei substrati, la forza meccanica fa il lavoro per noi, "dice Jan Nawrocki, dottorato di ricerca studente del Lewinski Group e primo autore della pubblicazione che riporta la nuova strategia sintetica.

Gli scienziati sottolineano che questa prova di concetto che coinvolge un cluster di rame preassemblato e funzionalizzato con ibuprofene è solo l'inizio della loro ricerca su cluster di metalli più biocompatibili basati, tra gli altri, su zirconio e ioni ferro.

"La strada per portare i MOF nel mercato farmaceutico è probabilmente ancora lunga e tortuosa, ma quando sono pronti, il nostro metodo sarà il più favorevole dal punto di vista economico, "dice Prochowicz.