Revolúcia od stavebníctva až po medicínu: Takto chcú vedci dostať potrebné molekuly tam, kde ich treba
Vedci predstavili uvoľňovací systém pre molekuly, ktorý je zatiaľ najefektívnejší, aký sa človeku podarilo vytvoriť.
Výskumníci z University of Manchester predstavili vo svojej práci prelomový objav, ktorý by mohol priniesť revolúciu v oblastiach medicínskeho a materiálového inžinierstva. Podarilo sa im vytvoriť jedinečné molekulárne zariadenie, ktoré ovláda uvoľňovanie niekoľkých malých molekúl pomocou sily.
Nový systém využíva prírodné sily na cielené uvoľnenie molekúl. Táto schopnosť by mohla výrazne posunúť dopredu odbor smart materiálov a odbor medicíny. Systém využíva špeciálnu molekulu, ktorá sa označuje ako rotaxán. Keď sa molekula dostane pod vplyv mechanickej sily, uvoľnia sa ďalšie funkčné molekuly, napríklad lieky alebo iné liečivé zložky. Tie sa uvoľnia presne tam, kde sú potrebné, napríklad na mieste nádoru. Mechanická sila, ktorú molekula potrebuje na uvoľnenie látok, sa objavuje aj na zranenom alebo inak poškodenom mieste.
Okrem medicíny by tento systém mohol posunúť dopredu aj sféru samoliečiacich sa materiálov. Tie by sa vedeli opraviť priamo na mieste, ak by došlo ku ich poškodeniu. Využiť by sme to vedeli napríklad v prípade poškriabaných displejov smartfónov.
“Náš výtvor je zatiaľ len konceptom, no už teraz ukrýva obrovský potenciál pre množstvo rôznych aplikácií. Stojíme na prelome naozaj významných pokrokov v zdravotníctve a technológiách,” vysvetľuje Guillaume Do Bo, jeden z autorov štúdie.
Doteraz najefektívnejší systém uvoľňovania molekúl
Využitie sily na uvoľnenie molekúl sa v minulosti stretlo s problémami. Vo väčšine prípadov vedcom robilo problémy uvoľniť viac ako jednu molekulu súčasne. Tento proces prebiehal cez molekulárne “preťahovanie”, počas ktorého dva polyméry ťahali na svoju stranu, aby uvoľnili jednu molekulu. Nový systém využíva dve polymérové reťazce pripojené na centrálnu prstencovú štruktúru. Tá sa pohybuje po štruktúre, ktorá nesie potrebné molekuly. Použitím tejto metódy dokázali vedci naraz uvoľniť až 5 molekúl naraz. Konštatujú však, že ich súčasne možno vylúčiť aj viac.
Nová štúdia po prvýkrát demonštrovala schopnosť uvoľniť viac ako jeden komponent. To z toho robí doteraz najefektívnejší uvoľňovací systém, aký sme vytvorili. Autori práce demonštrovali ešte všestrannosť tohto systému. V rámci experimentov uvoľnili niekoľko odlišných typov molekúl. Ich systém vylúčil liečivé zlúčeniny, fluorescenčné markery, katalyzátory alebo monoméry. Táto všestrannosť poukazuje na to, že ich systém môže nájsť v budúcnosti uplatnenie v naozaj širokom spektre rôznych odborov.
Neprehliadnite
Autori v práci pokračujú aj naďalej. Momentálne sa chcú o niečo lepšie pozrieť na samoliečivé vlastnosti. Presnejšie chcú zistiť, či by dokázali uvoľniť naraz dva odlišné typy molekúl. Ak by sa im podarilo vylúčiť napríklad monoméry a katalyzátory, mohli by dosiahnuť polymerizáciu na mieste poškodenia materiálu. Jednoduchšie povedané, vytvorili by tým proces, ktorý uvoľní potrebné zložky a opraví materiál, ak nastane jeho poškodenie. Autori štúdie chcú preskúmať všetky možnosti, kde by mohli tento nový uvoľňovací systém využiť.
Komentáre