Proteinhydrogeler, tredimensionella makromolekylära strukturer som inte löser sig i vatten (trots att de är hydrofila), kan innehålla stora mängder vattenlösningar på grund av nätverket som bildas från kemisk eller fysikalisk tvärbindning. Delvis på grund av detta har de många medicinska tillämpningar inklusive vävnadsteknik, sårläkning och läkemedelstillförsel.

Dessa material kan syntetiseras genom tvärbindning av polymerer kemiskt via kovalenta bindningar, eller fysiskt via icke-kovalenta interaktioner, eller en blandning av båda. Ett sätt att göra detta är genom fotoinitierad tvärbindning, varvid kemiskt inerta grupper blir fotoreaktiva när de väl exponeras för vissa våglängder av ljus.

"Fördelen med att använda fotokemiska reaktiva grupper framför traditionella kemiska reagens är att de ger användaren spatiotemporal kontroll över polymerisation, sade Montclare. Med andra ord, biopolymererna som bär fototvärbindarna kan genereras och tvärbindas i något senare steg under olika förhållanden för att uppnå kontroll över inkapsling och frisättning av terapeutiska medel."

I denna forskning, teamet designade en makromolekylär triblockpolymer som består av två olika självmonterande domäner härledda från elastinprotein (E) och coiled-coil-protein (C), som kan fotopolymeriseras på grund av ett NHS-diazirin (D) tvärbindare för att producera en CEC-D hydrogel.

I arbetet, "Fristående fototvärbundna proteinpolymerhydrogener för långvarig läkemedelsfrisättning, " i Biomakromolekyler , en publikation från American Chemical Society, utredarna bestämde den bästa fotokrosslinkerkoncentrationen och exponeringstiden som var nödvändig för att skapa denna oberoende hydrogel.

Forskarna fann att övergripande, CEC-D hydrogel uppvisar jämförbara egenskaper, inklusive stabilitet, läkemedelsfrisättningsprofil, och elastiskt beteende mot andra hydrogeler.

Eftersom det kan användas för läkemedelstillförsel med hög inkapsling och en låg men signifikant frisättning av curcumin, CEC-D har visat sig vara kapabel till en fördröjd frisättning av ett givet läkemedel under en veckas tid.