“Tıp ve malzeme mühendisliğinde devrim yaratabilecek yeni bir atılımla bilim insanları, birden fazla küçük molekülün kuvvet kullanarak salınmasını kontrol eden, türünün ilk örneği olan bir moleküler cihaz geliştirdiler.”
Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, moleküllerin hedeflenen salınımını tetiklemek için doğal güçleri kullanan, tıbbi tedaviyi ve akıllı malzemeleri önemli ölçüde geliştirebilecek kuvvet kontrollü bir salınım sistemini tanımlıyor.
10 Nisan 2024 tarihinde Nature dergisinde yayınlanan keşif , rotaksan olarak bilinen bir tür birbirine kenetlenmiş molekül ile yeni bir teknik kullanıyor. Örneğin, bir tümörün bölgesi gibi yaralı veya hasarlı bir bölgede gözlemlenen mekanik kuvvetin etkisi altında bu bileşen, ihtiyaç duyulan bölgeyi tam olarak hedeflemek için ilaçlar veya iyileştirici ajanlar gibi fonksiyonel moleküllerin salınmasını tetikler.
Aynı zamanda telefon ekranındaki bir çizik gibi hasar gördüğünde kendi kendini onarabilen ve bunların ömrünü uzatan malzemeler için de umut vaat ediyor.
Manchester Üniversitesi Organik Kimya Profesörü Guillaume De Bo verdiği röportajda “Kuvvetler doğada her yerde bulunur ve çeşitli süreçlerde önemli roller oynar. Amacımız bu güçlerden, özellikle malzeme dayanıklılığı ve ilaç dağıtımında dönüştürücü uygulamalar için yararlanmaktı. Bu yalnızca konsept kanıtı niteliğinde bir tasarım olmasına rağmen, rotaksan bazlı yaklaşımımızın geniş kapsamlı uygulamalarda muazzam bir potansiyel taşıdığına inanıyoruz – sağlık hizmetleri ve teknolojide gerçekten dikkate değer ilerlemelerin eşiğindeyiz.” diyor.
Geleneksel olarak, moleküllerin kuvvetle kontrollü salınımı aynı anda birden fazla molekülün salınmasında zorluklar ortaya çıkarmıştır. Genellikle iki polimerin tek bir molekülü serbest bırakmak için her iki tarafı da çektiği moleküler bir “çekişme” oyunu yoluyla işlenir.
Yeni yaklaşım yükü destekleyen bir aks boyunca kayan, merkezi halka benzeri bir yapıya bağlanan iki polimer zincirini içeriyor ve kuvvet uygulamasına yanıt olarak birden fazla kargo molekülünü etkili bir şekilde serbest bırakıyor . Bilim adamları önceki sınırlamaların üstesinden gelerek, daha fazla salınma olasılığı ile birlikte aynı anda en fazla beş molekülün salındığını gösterdi.
Bu atılım, bilim adamlarının birden fazla bileşeni serbest bırakma yeteneğini ilk kez gösterebildiğini gösteriyor ve bu da onu bugüne kadarki en verimli serbest bırakma sistemlerinden biri haline getiriyor.
Araştırmacılar ayrıca ilaç bileşikleri, floresan belirteçler, katalizör ve monomerler dahil olmak üzere farklı molekül türlerini kullanarak modelin çok yönlülüğünü göstererek gelecekteki birçok uygulama potansiyelini ortaya koyuyor.
İleriye dönük olarak araştırmacılar, iki farklı molekül türünün aynı anda salınıp salınamayacağını keşfederek kendi kendini onaran uygulamaları daha derinlemesine araştırmayı amaçlıyor. Örneğin, monomerlerin ve katalizörlerin entegrasyonu, hasar bölgesinde polimerizasyona olanak tanıyarak malzemeler içinde entegre bir kendi kendini iyileştirme sistemi yaratabilir. Ayrıca salınabilecek molekül türlerini de genişletmeye çalışacaklar.
Prof De Bo şunları söyledi: “Bu teknolojinin başarabileceklerinin henüz başındayız. Olasılıklar sınırsız ve daha fazlasını keşfetmekten heyecan duyuyoruz.” Haber Çeviri Kaynağı: https://www.manchester.ac.uk/discover/news/revolutionary-molecular-device-unleashes-potential-for-targeted-drug-delivery-and-self-healing-materials/