Hidrogélek kölcsönhatása biológiai szempontból jelentős vegyületekkel = Interaction of hydrogels with biologically relevant species in aqueous phase

Nagyné László, Krisztina and Domján, Attila and Hegyesi, Nóra (2013) Hidrogélek kölcsönhatása biológiai szempontból jelentős vegyületekkel = Interaction of hydrogels with biologically relevant species in aqueous phase. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 75182_ZJ1.pdf Download (903kB) | Preview

Abstract

Az orvosbiológiai és elválasztástechnikai célokra is elterjedten használt reszponzív polimer alapú rendszerekben az anyagfelvételt és -leadást irányító kölcsönhatásokat még mindig nem ismerjük pontosan. Térhálós poli-N-izopropil-akrilamid (PNIPA) hidrogélek fázisátalakulási tulajdonságait különböző biológiailag releváns ionok, aromás molekulák, aminosavak és protein jelenlétében vizsgálva megállapítottuk, hogy hatásuk nemcsak az oldószer ’jóságának’ módosítására vezethető vissza, hanem anyagi minőségüktől függően speciális kölcsönhatás(oka)t alakíthatnak ki a PNIPA oldalláncával. A kölcsönhatásokat befolyásoló tényezők feltérképezésére komplex megközelítést alkalmaztunk (mikrokalorimetria, NMR, szórási módszerek, duzzadási vizsgálatok, mechanikai tulajdonságok, porozitás, stb.). Az irodalomban elsőként publikáltuk a kölcsönható egységek lehetséges konformációit és az atomi távolságokat. Hidrofób módosításokkal kísérletet tettünk a PNIPA gél több tulajdonságának (mechanikai, szorpciós) javítására. A hőmérsékletérzékeny NIPA származékok mellett pH- és redox-érzékeny poli(aszparaginsav) (PASP) géleket is vizsgáltunk. Kettős reszponzív tulajdonságuk, magas víztartalmuk és mechanikai stabilitásuk orvosbiológiai alkalmazásokban előnyös lehet. Kriogén körülmények között NIPA és PASP alapú szupermikropórusos géleket állítottunk elő. Ezek gyors kinetikájuknak köszönhetően igen ígéretesek a célzott és programozott hatóanyagleadásban. | The majority of thermosensitive gels used in biotechnological applications are either homopolymers or co-polymers of N-isopropylacrylamide (NIPA). These applications are based on the ability of PNIPA hydrogels to adsorb, retain and separate different target molecules. The still poorly understood nature of the interactions with small molecules is a vital indicator in understanding a wide variety of systems of biomedical interest. Our observations based on high-resolution DSC, SANS and solid-state NMR converge to show that small aromatic molecules (SAMs) interact with PNIPA hydrogels not only by altering the average solvent quality of the diluent, but also by specific association with the side-chain groups in the NIPA subunits. The effect is strongly influenced by the substituent(s) of the aromatic ring. The most probable conformations and the interactions on atomic level were specified the first time. The potential improvement of the sorption and mechanic properties of PNIPA by hydrophobic modifications was studied. pH and redox responsive poli(aspartic acid) (PASP) gels were also investigated. Their stimuli sensitive properties along with their high water content and good mechanical stability make disulfide cross-linked PASP hydrogels good candidates for human biological applications. NIPA and PASP based supermacroporous polymers were synthesized also in cryogenic conditions. Due to the fast kinetics they are promising vectors for targeted and time controlled drug delivery.

Actions (login required)

Edit Item