Ilustración esquemática de la liberación secuencial del fármaco mediante la estructura multicapa hueca. Crédito:Yang Nailiang
Estructuras huecas de varias cáscaras (HoMS), con cavidades relativamente aisladas y poros jerárquicos en las conchas, son estructuralmente similares a las células. Se pueden utilizar como portadores de agentes antibacterianos.
Una investigación reciente dirigida por el Prof. Wang Dan y el Prof. Zhang Suojiang del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China estudió el mecanismo de difusión y transporte de moléculas antimicrobianas a través de HoMS, y descubrió que la propiedad única de orden temporal-espacial de los HoMS puede realizar la liberación secuencial del fármaco por primera vez.
Esta investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza el 7 de septiembre.
"Sintetizamos TiO 2 -HoMS a través del enfoque de plantilla secuencial, e introdujo el agente antibacteriano Methylisothiazolinone (MIT) como moléculas modelo en HoMS, "dijo el profesor Wang.
Al analizar el comportamiento de los HoMS durante la liberación del fármaco, los investigadores descubrieron que la liberación de las moléculas de los HoMS pasaba por etapas de liberación secuencial, es decir, liberación en ráfaga, liberación sostenida, y liberación sensible al estímulo.
En detalle, simplemente ajustando la cantidad de MIT-HoMS introducidos en el medio ambiente, la concentración deseada se puede alcanzar rápidamente en la etapa de liberación explosiva debido a las moléculas de MIT absorbidas en la superficie exterior de los HoMS.
La liberación sostenida de moléculas de MIT en estado apilado π-π en la cavidad de HoMS podría mantener la concentración requerida durante un largo período e inhibir el crecimiento de bacterias.
El HoMS de triple cáscara podría proporcionar un período de esterilidad prolongado en un entorno rico en bacterias que es casi ocho veces más largo que el del agente antimicrobiano puro en las mismas condiciones.
"Cuando se agregaron los patógenos extraños a nuestro sistema HoMS, la fuerza impulsora fue lo suficientemente fuerte como para romper la barrera de energía, y las moléculas de fármaco almacenadas entre las cáscaras y absorbidas en la superficie se liberaron, resultando en la versión de respuesta. Más importante, la concentración de fármaco se puede recuperar automáticamente al rango deseado, "dijo el profesor Wang.
Debido a las diferentes características de adsorción en los HoMS y las barreras físicas de las multicapas, Las moléculas de fármaco en diferentes ubicaciones de HoMS tienen diferentes tiempos de liberación.
Todas estas ventajas podrían atribuirse a la liberación secuencial del fármaco impulsada por la difusión química y la barrera física, proporcionando una ruta para el diseño de nanomateriales inteligentes.
