IBS-forskare utvecklade en hydrogel gjord av polymerisk akrylamid (blå spagetti) kopplad till tvärbindare (svart), som kan rymma läkemedelsmolekyler (lila stjärnor) inom sitt nät (grå). I närvaro av kväveoxid (röd), länken klyvs och läkemedelsmolekylerna kan frisättas. På samma gång, gelen absorberar vätska från omgivningen och sväller i storlek. Kredit:Park J. et al, Avancerade material (2017)
IBS-forskare vid Center for Self-Assembly and Complexity, inom Institutet för grundvetenskap (IBS), uppfann en hydrogel för att bekämpa reumatoid artrit och andra sjukdomar. Publicerad i Avancerade material , detta geléliknande material kan användas för att absorbera extra vätska i svullna leder och frigöra läkemedel.
Reumatoid artrit (RA) är en långvarig sjukdom som orsakar inflammation och deformitet i lederna, och påverkar cirka 1 procent av världens befolkning. I detta autoimmuna tillstånd, kroppens immunförsvar angriper ledernas mjuka vävnader, leder till en ansamling av ledvätska. Medan denna klara vätska smörjer och ger näring åt lederna, dess överskott orsakar svullnad och smärta.
Immunceller vid de inflammerade lederna är den dominerande källan till kväveoxid (NO), en gas med olika fysiologiska funktioner. "Kväveoxid är som ett tveeggat svärd. Det reglerar inflammation och skyddar vår kropp genom att döda yttre patogener. vid överskott, det är giftigt och kan orsaka RA, såväl som andra autoimmuna sjukdomar, hjärt-kärlsjukdomar, och cancer, " förklarar gruppledaren, KIM vann Jong. Nuvarande RA-behandlingar är baserade på antiinflammatoriska läkemedel som lindrar smärta och inflammation, men IBS-forskare försökte ett mer utmanande tillvägagångssätt genom att inrikta sig på NO själv. NO är en övergående gas, som förblir i cirkulation i mindre än 10 sekunder, innan bindning till andra molekyler.
Forskargruppen utvecklade en gel som reagerar på sådana flyktiga molekyler, använda akrylamid som basmaterial och ett nytt tvärbindare för att hålla det på plats. Till skillnad från den monomera formen, polymer akrylamidhydrogel har liten toxicitet och kan innehålla en stor mängd vatten. Dessutom, tvärbindningsmedlet (NOCCL) bildar broar mellan akrylamidmolekylerna och skapar ett nät, som kan fånga läkemedelsmolekyler inuti. När NO klyver NOCCL-bryggorna, gelen ändrar sin struktur, frigör läkemedlet och absorberar ny vätska.
Även om detta är en förstudie, teamet bekräftade att NOCCL-tvärbindningsmedel selektivt och känsligt kan reagera med NO. Forskarna arbetar nu på en hydrogel i nanostorlek i en RA-musmodell. Dessutom, dessa typer av hydrogeler kan vara användbara för andra sjukdomar som kännetecknas av överuttryck av NO, eller kanske till och med som miljösensorer, eftersom NO också är en förorenande gas som släpps ut i fordonets avgaser.
