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    Forjar enlaces moleculares con luz verde

    Crédito:Universidad Tecnológica de Queensland (QUT)

    Los investigadores de QUT han creado una nueva herramienta de acoplamiento molecular que emplea tanto la luz verde como los desencadenantes del pH que tiene potencial para su uso en aplicaciones como la administración de fármacos y las plataformas de cultivo de células 3-D.

    Su investigación ha sido publicada en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

    La investigación fue realizada por el autor principal y QUT Ph.D. el investigador de química Kubra Kalayci, Dr. Hendrik Frisch, miembro del DECRA del Consejo Australiano de Investigación (ARC), Investigador Dr. Vinh Truong, y el profesor Christopher Barner-Kowollik Laureate Fellow de ARC del Laboratorio de Materiales de Materia Blanda de QUT en el Centro de la Facultad de Ciencias e Ingeniería para la Ciencia de los Materiales.

    El profesor Barner-Kowollik dijo que los científicos buscaban constantemente alejarse más del uso de la luz ultravioleta fuerte para activar reacciones químicas.

    "Nuestra innovación fotoquímica es otro ejemplo de lo que se llama desplazamiento al rojo:moverse a través de los colores de la luz en el espectro, de azul a verde a rojo, a la luz que tiene longitudes de onda más largas, " él dijo.

    "En el pasado, la mayoría de estos tipos de reacciones fotoquímicas fueron desencadenadas por luz ultravioleta (ultravioleta) intensa. Pero eso impide las aplicaciones en un contexto biológico porque la luz ultravioleta tiene tanta energía que mata las células. La odontología es un ejemplo de una de las áreas que ha cambiado. Inicialmente, los dentistas usaban lámparas ultravioleta. Ahora, cualquiera que haya tenido un empaste probablemente sepa que el dentista usa una pequeña lámpara con luz azul de longitud de onda más larga para curar. Cuanto mayor sea la longitud de onda de la luz, mejor, en principio. La radiación es menos dañina, por lo que se puede utilizar para aplicaciones biológicas, y permite una penetración de luz más profunda. Para odontología, eso significa un curado mejor y más uniforme. Pero también es más difícil de hacer, porque cuanto más larga es la longitud de onda de la luz, menos energía tiene para impulsar la reacción química. Añadiendo un estímulo adicional con la luz verde, como el que tenemos al variar el pH como un interruptor de encendido y apagado reversible para la reacción, brinda la oportunidad de una mejor regulación. Esto es especialmente importante para los sistemas de administración de fármacos, donde la droga necesita ser liberada bajo un pH específico, ya que el pH varía en todo el cuerpo humano. Esta también es una reacción sin catalizador. Significa que no hay una molécula auxiliar para que esto suceda. Eso también es importante para la aplicación biológica porque en muchos casos las moléculas auxiliares contienen metal, y no quieres algo que pueda filtrarse, o algo que sea citotóxico o cancerígeno ".

    Investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) en Brisbane, Australia, han creado una nueva herramienta de acoplamiento molecular que emplea tanto la luz verde como los activadores de pH que tiene potencial para su uso en aplicaciones como la administración de fármacos y las plataformas de cultivo celular 3D. Crédito:QUT

    Para investigar la idoneidad de la nueva herramienta de acoplamiento luz verde-pH para la ingeniería de biomateriales, Kalayci dijo que el equipo de investigación creó hidrogeles con diferentes propiedades.

    "Estos mostraron que la luz verde permitía mayores profundidades de penetración, resultando en la fabricación de hidrogeles más gruesos, " ella dijo.

    El Dr. Truong dijo que las células cultivadas dentro de los hidrogeles "mostraron que el proceso para crear los geles no era tóxico, y las células también permanecieron viables durante varios días ".

    El equipo cree que la nueva herramienta de acoplamiento tiene otras aplicaciones potenciales.

    "Por ejemplo, en el contexto de la medicina personalizada, El Dr. Truong y el Dr. Frisch dijeron:"Es posible que desee utilizar nuestra reacción para unir un medicamento contra el cáncer a una parte específica de una molécula para administrar el medicamento de una manera que se adapte a un paciente en particular".

    El profesor Barner-Kowollik dijo que también era otro paso hacia el logro de la "cirugía molecular".

    "Lo que los químicos esperan hacer es poder 'operar' en una parte de una molécula sin afectar nada más, " él dijo.

    "Entonces, por ejemplo, si tuvieras una proteína, una gran molécula compleja, nos gustaría poder usar la luz como un bisturí químico y entrar muy delicadamente y cambiar parte de esa molécula sin afectar ninguna otra parte. Eso proporciona muchas aplicaciones potenciales ".

    Las aplicaciones pueden incluir, El Dr. Truong dijo:"mirando la reticulación selectiva del ADN para estudiar el mecanismo subyacente de un cáncer, buscando vías para un tratamiento específico, o crear andamios de hidrogel dinámicos para estudiar las interacciones celulares para la terapia de regeneración de tejidos.

    "Usando luz, estamos proporcionando herramientas químicas para poder lograr estos objetivos ".


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