Los medicamentos a base de proteínas muestran una actividad prometedora contra muchos objetivos difíciles de tratar. Hacer que estas biomoléculas superen las numerosas defensas del cuerpo, sin embargo, requiere una tecnología innovadora como las nanopartículas que suministran fármacos. El ácido poliláctico (PLA) es un candidato potencial porque no es tóxico, biodegradable, y se ensambla espontáneamente en estructuras diminutas bajo las condiciones adecuadas. Chaobin He, del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales en Singapur, y sus colaboradores han desarrollado un método robusto para sintetizar nanopartículas de PLA utilizando tecnología de copolímeros y una 'nanocaja' rígida hecha de silicio.

Durante la polimerización, El PLA se forma en uno de los dos compuestos de imagen especular, conocido como tipo L o tipo D (ver imagen). Cuando los químicos mezclan cadenas de PLA tipo L y D juntas, sus formas complementarias se entrelazan a través de un proceso conocido como estereocomplejamiento. Recientemente, Los químicos han descubierto que la construcción de cadenas de PLA que contienen "bloques" discretos de compuestos L y D brinda un control sin precedentes sobre la formación de nanopartículas, lo que les permite producir formas distintas.

Aunque la estereocomplejación mejora los atributos mecánicos de las nanopartículas de PLA, muchos de estos compuestos se agregan indeseablemente después de unos días en agua. Él y su equipo investigaron si podían retener la forma de las nanopartículas usando silsequioxano, una estructura pequeña y rígida de átomos de silicio-oxígeno que tiene un sólido historial de aumento de la fuerza de los polímeros a nivel molecular.

Después de conectar el silsequioxano a las cadenas de PLA de tipo L y D individuales, los investigadores utilizaron un proceso llamado polimerización de radicales por transferencia de átomo para generar copolímeros híbridos orgánicos-inorgánicos con segmentos bien definidos de PLA y silsequioxano. Cuando mezclaron dos copolímeros de bloque con segmentos complementarios de L- y D-PLA en solventes orgánicos polares que contienen cargas eléctricas leves, las cadenas se autoensamblaron en esferas a nanoescala. Debido a que los copolímeros sin los segmentos L y D coincidentes permanecieron en solución en las mismas condiciones, el equipo dedujo que el estereocomplejo es la fuerza principal que impulsa la formación de nanopartículas.

Los experimentos revelaron que las nanocajas de silicio mejoraron significativamente la estabilidad de las nanopartículas de PLA:incluso después de un mes en solución acuosa diluida, estos compuestos híbridos conservaron sus formas únicas. Es más, El equipo descubrió que la incorporación de unidades de silsequioxano más largas en las cadenas de PLA hacía que las nanopartículas se ensamblaran en esferas más pequeñas. Según él, esto sugiere que el constituyente inorgánico puede influir en la probabilidad de estereocomplejamiento, hallazgos que abren oportunidades para ajustar con precisión el tamaño y la forma de las nanopartículas.

Él y sus compañeros de trabajo anticipan que sus nanopartículas podrían mejorar las propiedades de los plásticos PLA utilizados para implantes médicos al actuar como nuevas sustancias de "relleno". Explica que los pequeños compuestos deberían mejorar la adhesión interfacial dentro de grandes láminas de PLA, aumentando así su ductilidad y dureza.