Wetenschappers van het Instituut voor Fysische Chemie van de Poolse Academie van Wetenschappen (IPC PAS) hebben in samenwerking met de faculteit Scheikunde van de Technische Universiteit van Warschau (WUT) een nieuwe, oplosmiddelvrije methode voor het inkapselen van medicijnmoleculen in MOF (metal-organic framework) poreuze materialen.

Vandaag de dag, nieuwe medicijnafgiftesystemen voor de gecontroleerde afgifte van biologisch actieve moleculen zijn instrumenteel in de moderne farmaceutische technologie. In recente jaren, MOF's - een klasse van organisch-anorganische hybride kristallijne poreuze materialen hebben veel aandacht getrokken als medicijndragers vanwege hun amfifiele interne omgeving en instelbare hoge en regelmatige porositeit. Traditionele methoden voor het laden van medicijnen zijn afhankelijk van de opname van een bepaald medicijn door een geactiveerde MOF in geschikt bereide medicijnoplossingen te weken. Deze schijnbaar eenvoudige procedure is tijdrovend omdat er veel stappen voor nodig zijn, zoals de synthese en activering van de MOF, weken, wassen en drogen. Verder, de beladingscapaciteit van de op deze manier verkregen materialen is gewoonlijk lager dan die gevonden in momenteel gebruikte mesoporeuze silica's of organische dragers.

"Wat we zoeken is een rationeel ontwerp en synthese van moleculaire bouweenheden en hun gecontroleerde transformatie in hybride functionele materialen in bottom-up processen, waaronder zowel traditionele natte methoden als milieuvriendelijke mechanochemische processen, " zegt Janusz Lewinski, de senior auteur van de studie.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de IPC PAS en WUT hebben een nieuwe en eenvoudige oplosmiddelvrije inkapselingsmethode voor geneesmiddelen ontwikkeld die gebruikmaakt van een voorgemonteerd metaalcomplex waarin het geneesmiddelmolecuul is verwerkt, en dit type cluster fungeert als zowel de drug als de MOF-precursor. Volgens de onderzoekers is deze nieuwe benadering zou zowel de efficiëntie van medicijninkapseling in MOF-materialen drastisch kunnen verbeteren als de weg openen voor het formuleren van een breed scala aan "drug@MOF"-composieten.

"Dit is een zeer eenvoudige en snelle procedure, waarbij de snelle en oplosmiddelvrije mechanochemische reactie ons in slechts 20 minuten een "drug@MOF"-composiet oplevert, " zei Dr. Daniel Prochowicz.

"De oplosmiddelvrije mechanochemische synthese is heel eenvoudig. We hebben vaste voorlopers en een elektrische kogelmolen nodig om de reactie uit te voeren. tijdens het schuren van de ondergronden, mechanische kracht doet het werk voor ons, " zegt Jan Nawrocki, doctoraat student in de Lewinski Group en eerste auteur van de publicatie over de nieuwe synthetische strategie.

De wetenschappers wijzen erop dat dit proof-of-concept met een voorgemonteerd ibuprofen-gefunctionaliseerd kopercluster slechts het begin is van hun onderzoek naar meer biocompatibele metaalclusters op basis, onder andere, op zirkonium en ijzerionen.

"De weg om MOF's naar de farmaceutische markt te brengen is waarschijnlijk nog lang en bochtig, maar als ze klaar zijn, onze methode zal economisch het gunstigst zijn, ", zegt Prochowicz.