Микрокапсулы приобретают новую силу: улавливание активных форм кислорода: эти новые, биосовместимые полые капсулы могут использоваться в биомедицинских и промышленных целях

Это может помочь выживанию микрокапсул в организме, поскольку крошечные полимерные капсулы несут лекарство или другие биомолекулы, — говорит Харлампиева, доцент химии Университета Алабамы в Бирмингемском колледже искусств и наук. Микрокапсулы также могут найти применение в антиоксидантной терапии или в промышленных приложениях, где требуется удаление свободных радикалов.
Активные формы кислорода играют в организме роль Януса — они могут быть оружием против патогенов, когда они вырабатываются иммунной системой; но избыточное производство активных форм кислорода во время биологического стресса может повредить человеческие клетки при таких заболеваниях, как диабет, атеросклероз, болезнь Альцгеймера, болезнь почек и рак.
Современные природные и синтетические антиоксиданты не обладают биосовместимостью и биодоступностью, и они химически нестабильны.

Это означает, что они имеют ограниченную способность улавливать активные формы кислорода. Новые микрокапсулы не демонстрируют этих ограничений и могут обеспечить способ локальной модуляции окислительного стресса.
Харлампиева и его коллеги описывают конструкцию и свойства этих новых микрокапсул в статье «Многослойные манганопорфирин-полифенольные капсулы как поглотители радикалов и АФК», опубликованной в Chemistry of Materials, публикации Американского химического общества.

Аспирант Аарон Алфорд и научный сотрудник Вероника Козловская, Ph.D., являются соавторами, а Хуберт Це, доктор философии.D., доцент кафедры микробиологии Медицинской школы UAB, является соавтором-корреспондентом Харлампиевой.
Исследователи UAB имеют предыдущий опыт создания и тестирования биосовместимых микрокапсул с чередующимися слоями дубильной кислоты и поли (N-винилпирролидона) или TA / PVPON.

Слои формируются вокруг жертвенного ядра, такого как твердый диоксид кремния, который растворяется после завершения слоев.
Дубильная кислота является природным антиоксидантом, а микрокапсулы TA / PVPON обладают некоторой способностью улавливать активные формы кислорода. Однако они теряют эту способность и начинают разлагаться при длительном воздействии кислородных радикалов.
Итак, команда Харлампиевой исследовала добавление металлопорфирина к слою PVPON микрокапсул TA / PVPON.

В частности, они разработали синтез для ковалентного присоединения манганопорфирина к PVPON. Добавление этого подвесного катализатора позволило создать капсулу MnP-PVPON / TA со следующими характеристиками: 1) микрокапсулы синергетически удаляют химически активные формы кислорода, включая супероксид и пероксид водорода, с резко увеличенными скоростями по сравнению с немодифицированными микрокапсулами TA / PVPON; 2) микрокапсула не разлагается при длительном воздействии активных форм кислорода; и 3) микрокапсулы нетоксичны для спленоцитов мыши.

Кроме того, манганопорфирин стабильно содержался в микрокапсуле без высвобождения, и исследователи показали, что и манганопорфирин, и дубильная кислота необходимы для синергетического улавливания активных форм кислорода.
Присутствие манганопорфирина не влияло на чередование слоев микрокапсул, а капсулы MnP-PVPON / TA имели повышенную смачиваемость по сравнению с капсулами PVPON / TA, что может способствовать поддержанию микрокапсул в крови.

Микрокапсулы имели пять или пять с половиной бислоев, размещенных вокруг 4-микрометровой частицы кремнезема.
Биологические эксперименты с капсулами MnP-PVPON / TA продолжаются.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.