Nową, bezrozpuszczalnikową metodę enkapsulacji leków w materiałach typu MOF (ang. Metal-Organic Framework) opracowali naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk we współpracy z Wydziałem Chemicznym Politechniki Warszawskiej.
Przemysł farmaceutyczny nieustannie poszukuje nowych form nośników leków, które usprawniłyby ich precyzyjność i pozwoliły kontrolować czas uwalniania. Jedną z bardzo obiecujących klas materiałów, mogących stanowić platformę do przenoszenia leku w organizmie, są organiczno-nieorganiczne hybrydowe materiały typu MOF. Charakteryzują się dużą powierzchnię właściwą i możliwością dostosowania kształtu, wielkości i funkcjonalności porów. Stosowane obecnie sposoby wypełniania porów materiałów MOF cząsteczkami leku polegają na nasączaniu uprzednio zsyntezowanego i aktywowanego materiału MOF w odpowiednio przygotowanych roztworach leków. Zabieg ten jest jednak czasochłonny – trzeba wykonać wiele operacji m.in. nasączanie, przemywanie i suszenie. Otrzymane w ten sposób materiały mają mniejszą pojemność niż obecnie stosowane nośniki leków – mezoporowate krzemionki czy nośniki organiczne.
– Od wielu lat mój zespół prowadzi intensywne badania nad projektowaniem i syntezą molekularnych prekursorów oraz ich kontrolowaną transformacją do hybrydowych materiałów funkcjonalnych. Realizujemy to strategią typu „bottom-up”, wykorzystując zarówno klasyczne metody rozpuszczalnikowe, jak i przyjazne środowisku metody mechanochemiczne – mówi prof. Janusz Lewiński z IChF PAN.
Nowa, opracowana właśnie przez naukowców z IChF PAN i PW metoda bezrozpuszczalnikowej enkapsulacji leków w materiałach MOF, jest prostsza. Zastosowany kompleks metalu działa zarówno jako prekursor leku, jak i element budulcowy materiału MOF. Według naukowców pozwoli to w sposób znaczący usprawnić enkapsulację cząsteczek leku w materiałach typu MOF oraz otworzyć drogę do otrzymywania wielu innych kompozytów typu „lek@MOF”.
– To jest szybka i prosta procedura, w której reakcja mechanochemiczna bez użycia rozpuszczalnika pozwala na otrzymanie kompozytu „lek@MOF” nawet w 20 minut – mówi dr Daniel Prochowicz, współautor publikacji na ten temat.
– Synteza mechanochemiczna jest bardzo prosta. Do przeprowadzenia reakcji potrzebujemy stałych prekursorów i elektrycznego młyna. Podczas mielenia substratów siła mechaniczna robi za nas całą robotę – dodaje Jan Nawrocki, doktorant w grupie prof. Lewińskiego oraz pierwszy autor publikacji.
Opracowana przez zespół uczonych metoda z użyciem miedziowego klastera ibuprofenowego jest dopiero początkiem badań nad bardziej biokompatybilnymi materiałami, opartymi między innymi na cyrkonie i żelazie.
– Droga, która pozwoli na wykorzystanie materiałów typu MOF w przemyśle farmaceutycznym, jest zapewne długa i kręta, jednak jeśli zostaną one wprowadzone na rynek, to nasza metoda, ze względu na swoją prostotę wytwarzania, będzie bardzo korzystna z ekonomicznego punktu widzenia – ocenia dr Prochowicz.
JK, źródło: IChF PAN