Il gruppo scientifico guidato dal professor Ivan Stoikov è impegnato nella ricerca sulla chimica supramolecolare da oltre 20 anni ed è ben noto nella comunità professionale. L'attività principale del gruppo di ricerca è lo studio di nuovi, materiali biologicamente significativi ottenuti sulla base di composti macrociclici.

Negli ultimi anni, il loro lavoro si è concentrato su una nuova classe di composti macrociclici, pilastro[5]arene.

In un recente articolo, il team ha riportato il primo esempio dell'uso di sistemi macrociclici idrosolubili basati su derivati ​​del pilastro[5]arene (paraciclofani) come sistemi di somministrazione biomedica di vitamina D3 autoassemblanti. Una caratteristica distintiva di questo sviluppo è un aumento di ordine di grandezza della concentrazione di lavoro finale di vitamina D3 in acqua, che consente di utilizzare il farmaco in un dosaggio più elevato e una dose più piccola in volume. Un'altra caratteristica distintiva è il comportamento "intelligente" delle particelle macrociclo/D3 in acqua. In una soluzione, ci sono particelle nanometriche stabili di vitamina D3 disperse in acqua, ma appena l'acqua evapora, un film nanoporoso (sistema polimerico supramolecolare) costituito da un macrociclo e dalla vitamina D3 si forma sulla superficie.

Così, gli autori sono riusciti a creare un concentrato, forma idrosolubile della vitamina D3 dovuta alla formazione di particelle nanometriche ottenute incapsulando la vitamina nella cavità del pilastro[5]arene con successiva associazione. A causa della capacità di queste particelle di autoassemblarsi in modo controllato (associazione), diventa possibile scegliere la via di somministrazione della vitamina D3, seconda delle caratteristiche del corpo umano. Una caratteristica fondamentale di tali sistemi è la tossicità dei componenti stessi. Questo complesso lavoro ha dimostrato che i sistemi macrociclici applicati basati sul pilastro[5]arene sono completamente atossici per il corpo umano.

Le vitamine del gruppo D sono sintetizzate internamente dall'organismo quando esposto alla luce solare. Ma se la produzione di vitamina D nel corpo non è sufficiente, poi, di regola, la terapia di supporto è prescritta con l'aggiunta di integratori alimentari con vitamina D alla dieta quotidiana. Il problema con gli integratori alimentari è che è difficile calcolare la concentrazione richiesta e aderire rigorosamente alla dieta. L'utilizzo di integratori “intelligenti” in grado di rilasciare una certa quantità di vitamina in modo controllato per lungo tempo è un compito urgente per l'industria farmaceutica ed elimina i suddetti inconvenienti. Così, Le particelle stabili di macrociclo/D3 su scala nanometrica in acqua possono essere utilizzate come integratore alimentare intelligente ad azione prolungata. In altre parole, una dose può fornire un apporto costante di vitamina D3 al corpo per lungo tempo senza assunzione ripetuta.

I risultati hanno mostrato una caratteristica unica dei sistemi macrociclo/D3 ottenuti per formare film nanoporosi sulla superficie quando la soluzione si asciuga. Tali sistemi sono stati descritti in letteratura solo pochi anni fa, ma non ci sono praticamente esempi dell'uso di tali sistemi in medicina. Una caratteristica distintiva di questi nuovi film nanoporosi è la capacità di proteggere la vitamina D3 incapsulata dalle radiazioni ultraviolette aggressive. Lo svantaggio dell'uso della vitamina D3 pura sulla superficie della pelle è la sua rapida distruzione da parte della luce ultravioletta. Ulteriori lavori si concentreranno sullo studio delle proprietà di questo materiale.