Intelligente hydrogels met meerdere functies, zoals langdurige afgifte van geneesmiddelen met lage burst-afgifte, antibacteriële eigenschappen, en biocompatibiliteit zijn zeer wenselijk op het gebied van biomaterialen, in het bijzonder voor op cellulose gebaseerde medicijndragers.

"Ondanks de op nanocellulose gebaseerde hydrogels, die veelbelovend zijn voor toepassingen voor het vrijgeven van geneesmiddelen, de kwestie van de burst-release aan het begin van de release moet nog worden aangepakt, en de afgiftetijd van het geneesmiddel moet nog verder worden verbeterd, " zei universitair hoofddocent Li Bin, van het Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academie van Wetenschappen.

Onlangs, de Metabolomics Group onder leiding van Prof. Cui Qiu van QIBEBT, in samenwerking met onderzoekers van de Tianjin University of Science &Technology, bouwde een nieuw medicijnlaadsysteem met een inkapselingsstructuur voor controleerbare medicijnafgifte. De studie is gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces op 8 december

Een bekend breedspectrumantibioticum met lage toxiciteit, tetracyclinehydrochloride (TH), werd als modelmedicijn gebruikt. De onderzoekers voerden fysieke verknoping uit van mesoporeuze polydopamine (MPDA) nanodeeltjes omwikkeld met grafeenoxide (GO) in cellulose nanofibril (CNF) hydrogels. Ze verkregen een nieuwe MPDA@GO/CNFs composiet hydrogel met meerdere reacties, goede mechanische sterkte en biocompatibiliteit voor gecontroleerde geneesmiddelafgifte.

In deze inkapselingsstructuur, GO werd gebruikt om MPDA-nanodeeltjes te verpakken om de afgiftetijd van geneesmiddelen te verlengen, het verminderen van burst-afgifte van het medicijn, en het versterken van de fysieke sterkte van de verkregen hydrogels. Het aanhoudende en gecontroleerde geneesmiddelafgiftegedrag van de samengestelde hydrogels was sterk afhankelijk van de pH-waarde, en de snelheid van medicijnafgifte kan worden versneld door bestraling met nabij-infraroodlicht.

"Belangrijk, deze inkapselingsstructuur vertoont een goede biocompatibiliteit, en de toxiciteit van GO kan goed worden afgeschermd door CNF's hydrogels, " zei Prof. Li. "Een langere afgiftetijd van het geneesmiddel en een lagere afgifte van een uitbarsting kunnen worden bereikt in vergelijking met de gerapporteerde dragers voor hetzelfde geneesmiddel van TH."

Dit nieuwe ontwerp van de op CNF gebaseerde inkapselingsstructuur zal gunstig zijn voor de ontwikkeling van nieuwe intelligente materialen voor het laden van geneesmiddelen, en heeft potentiële toepassingen voor chemische en fysische therapieën.