Cómo se usan los polímeros que responden a estímulos en biotecnología
Cómo se usan los polímeros inteligentes
Los polímeros inteligentes son cada vez más frecuentes a medida que los científicos aprenden sobre la química y los desencadenantes que inducen cambios conformacionales en las estructuras de polímeros y diseñan formas de aprovecharlas y controlarlas. Se están formulando químicamente nuevos materiales poliméricos que detectan los cambios ambientales específicos en los sistemas biológicos y se ajustan de manera predecible , convirtiéndolos en herramientas útiles para el suministro de fármacos u otros mecanismos de control metabólico.
En esta área relativamente nueva de la biotecnología, las posibles aplicaciones biomédicas y los usos ambientales de los polímeros inteligentes parecen ser ilimitados. En la actualidad, el uso más frecuente de los polímeros inteligentes en biomedicina es para la administración específica de medicamentos.
Clasificación y Química de Polímeros Inteligentes
Desde el advenimiento de los productos farmacéuticos de liberación prolongada , los científicos se han enfrentado al problema de encontrar formas de administrar medicamentos a un sitio en particular en el cuerpo sin tener que degradarse primero en el ambiente estomacal altamente ácido.
La prevención de efectos adversos para huesos y tejidos sanos también es una consideración importante. Los investigadores han ideado formas de usar polímeros inteligentes para controlar la liberación de fármacos hasta que el sistema de entrega haya alcanzado el objetivo deseado. Esta versión está controlada por un disparador químico o fisiológico.
Los polímeros inteligentes lineales y de matriz existen con una variedad de propiedades que dependen de grupos funcionales reactivos y cadenas laterales. Estos grupos pueden responder al pH, la temperatura, la fuerza iónica, los campos eléctricos o magnéticos y la luz. Algunos polímeros se entrecruzan de forma reversible mediante enlaces no covalentes que pueden romperse y reformarse dependiendo de las condiciones externas. La nanotecnología ha sido fundamental en el desarrollo de ciertos polímeros de nanopartículas, como dendrímeros y fullerenos , que se han aplicado para la administración de fármacos. La encapsulación tradicional de fármacos se ha realizado utilizando polímeros de ácido láctico. Desarrollos más recientes han visto la formación de matrices reticulares que mantienen el fármaco de interés integrado o atrapado entre los filamentos del polímero.
Las matrices poliméricas inteligentes liberan fármacos mediante una reacción que altera la estructura química o fisiológica, a menudo una reacción de hidrólisis que da como resultado la escisión de enlaces y la liberación del fármaco a medida que la matriz se descompone en componentes biodegradables. El uso de polímeros naturales ha dado lugar a polímeros sintetizados artificialmente tales como polianhídridos, poliésteres, ácidos poliacrílicos, poli (metacrilatos de metilo) y poliuretanos. Se ha encontrado que los polímeros hidrófilos, amorfos, de bajo peso molecular que contienen heteroátomos (es decir, átomos distintos del carbono) se degradan más rápido.
Los científicos controlan la tasa de administración de fármacos variando estas propiedades, ajustando así la tasa de degradación.