Las estructuras orgánicas metálicas estables son apreciadas por su capacidad para capturar dióxido de carbono o recolectar agua atmosférica, pero los investigadores de la UM han desarrollado un uso para las estructuras orgánicas metálicas inestables: como un sistema para la administración de fármacos.
El noventa por ciento de los medicamentos en desarrollo no se disuelven bien o no se disuelven en el cuerpo, según un estudio de 2012. Las estructuras metálicas orgánicas, o MOF, son estructuras rígidas y porosas compuestas de metal unido por ligandos orgánicos. Mientras se investigan MOF inestables, Adam Matzger, químico de la UM, se dio cuenta de que podrían funcionar como un sistema de administración de este tipo de medicamentos.
"Nos sorprendió que mientras todo el mundo estaba buscando MOF estables, podíamos usar lo que habíamos aprendido sobre la inestabilidad de los MOF para obtener una sustancia degradable que liberara drogas rápidamente. Fue un hallazgo realmente inesperado", dijo Matzger, el CharlesG. Overberger, profesor colegiado de química y profesor de ciencia e ingeniería macromoleculares.
El sistema de administración de MOF aprovecha una estrategia para administrar medicamentos insolubles, dice Matzger. La estrategia es administrarlos en forma amorfa, lo que significa que se evita que los medicamentos cristalicen. Una vez que los compuestos de los medicamentos cristalizan, se vuelven menos solubles.- y por lo tanto menos biodisponible, lo que significa que menos del fármaco cruza al torrente sanguíneo.
Los MOF pueden mantener estos medicamentos en un estado amorfo debido a su estructura porosa. El MOF-5 en particular se ve como un conjunto de cubos apilados uno encima del otro: imagina una cuadrícula 3D que se repite sin fin. Cuando los investigadores cargan un medicamentoen esta rejilla, los poros del MOF compartimentan las moléculas del fármaco, manteniendo el compuesto en el estado amorfo deseado.
Los investigadores han utilizado previamente polímeros para mantener los compuestos de los fármacos en un estado amorfo, pero las moléculas de los fármacos aún podrían migrar y cristalizar en el polímero, lo que afecta la solubilidad y, por lo tanto, la cantidad de fármaco que está biodisponible. Porque MOF mantiene rígidamente separadas las moléculas de los fármacos pero rápidamentese descompone, la dosis del fármaco se controla fácilmente, dice Matzger. El compuesto en sí cruza al torrente sanguíneo, mientras que el MOF se descompone en el cuerpo.
Los investigadores, que incluyen al becario postdoctoral Kuthuru Suresh, decidieron usar MOF-5 por algunas razones. Primero, su componente metálico es zinc, un metal con baja toxicidad usado en muchos suplementos, y el componente orgánico es un ácido llamado tereftálicoEn segundo lugar, MOF-5 es relativamente inestable, lo que los investigadores demostraron en un trabajo separado que examinó la estabilidad de diferentes MOF.
"Lo que hacemos aquí es aumentar la solubilidad mientras garantizamos la estabilidad de la dosis", dijo Matzger. "Este enfoque es relativamente universal. Lo mostramos para tres medicamentos, pero el hecho de que los poros son demasiado pequeños para permitir que se forme un cristalva a ser cierto para todas las drogas ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Michigan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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