含有智能抗氧化劑的聚合物能對(duì)人體化學(xué)環(huán)境做出反應(yīng)

生物體中發(fā)現(xiàn)的氧化物是新陳代謝的副產(chǎn)品，對(duì)傷口愈合和免疫至關(guān)重要。然而，當(dāng)它們的濃度變得過(guò)高時(shí)，可能會(huì)發(fā)生炎癥和組織損傷。伊利諾伊大學(xué)的工程師已經(jīng)開(kāi)發(fā)并測(cè)試了一種新的藥物輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以感知高氧化劑水平，并通過(guò)應(yīng)用適量的抗氧化劑來(lái)恢復(fù)這種微妙的平衡。

研究結(jié)果發(fā)表在《小》雜志上。

研究人員說(shuō)，許多藥物包括特殊的聚合物和顆粒，一旦給藥，它們可以控制藥物釋放的時(shí)間或濃度。但是，這些添加劑會(huì)阻礙某些藥物(如抗氧化劑)在制造階段的結(jié)晶，導(dǎo)致其在體內(nèi)不受控制地溶解。

“我們?cè)谶@里看到了一個(gè)機(jī)會(huì)，可以開(kāi)發(fā)一種不同類型的藥物輸送系統(tǒng)，它可以感知系統(tǒng)中的氧化劑水平，并根據(jù)需要通過(guò)應(yīng)用抗氧化劑來(lái)做出反應(yīng)，”化學(xué)和生物分子工程教授和合著者孔亨俊說(shuō)。

孔和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種組裝兒茶素晶體的方法，兒茶素是綠茶中發(fā)現(xiàn)的亮綠色抗氧化劑，使用一種可以感知氧化劑濃度過(guò)高的聚合物。研究人員測(cè)試了常見(jiàn)淡水浮游甲殼動(dòng)物大型溞(Daphnia magna)中含有兒茶素晶體的聚合物的反應(yīng)性。

“心率表明潛在有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)大型溞生理的影響程度，”孔說(shuō)?！八橥ǔ１挥脕?lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，因?yàn)樗鼈兊男呐K與脊椎動(dòng)物的心臟相似，它們也被用來(lái)評(píng)估心臟保護(hù)藥物的功效。”

研究人員將水蚤暴露在被亞致死濃度的天然氧化劑過(guò)氧化氫污染的水中，并監(jiān)測(cè)其心率。他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)使用過(guò)氧化氫的濃度，水蚤的平均心率從每分鐘348次下降到290次和277次。

當(dāng)研究小組在實(shí)驗(yàn)中加入新的兒茶素晶體聚合物和聚合物時(shí)，水蚤最終恢復(fù)了接近正常的心率。除了這種新聚合物的潛在醫(yī)學(xué)用途，孔的研究團(tuán)隊(duì)還在研究它的應(yīng)用，以減少天然水道中高氧化性物質(zhì)的影響。

他說(shuō)：“過(guò)氧化氫通常用于清潔被過(guò)量藻類污染的水，這引發(fā)了人們對(duì)氧化劑如何影響水生生物的擔(dān)憂。“我們認(rèn)為這種新的抗氧化劑輸送系統(tǒng)可以用來(lái)解決天然水過(guò)氧化物的問(wèn)題?！?

研究人員計(jì)劃促進(jìn)藥物和環(huán)境應(yīng)用聚合物的發(fā)展?！斑@項(xiàng)研究證明了這個(gè)概念，但我們?nèi)杂懈嗟墓ぷ饕?，”孔說(shuō)?！叭藗儞?dān)心我們使用的特定聚合物——聚乙烯亞胺二硒醚的安全性，但我們接近找到一種可行的替代品。”

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