Биосовместимые комплексы для доставки лекарств получают структурное усиление от наноразмерных кремниевых каркасов

Полимолочная кислота (PLA) — перспективный кандидат для создания наночастиц, доставляющих лекарства, благодаря своей нетоксичности и способности к биодеградации. Однако PLA-наночастицы, стабилизированные стереокомплексным взаимодействием между L- и D-изомерами полимера, часто нестабильны в воде.

Исследователи под руководством Чаобина Хэ из Института исследований и инженерии материалов A*STAR (Сингапур) разработали метод синтеза стабильных PLA-наночастиц с использованием сополимерной технологии и жесткого «нанокаркаса» на основе силсесквиоксана — жесткой структуры из атомов кремния и кислорода.

Метод синтеза и самоорганизация

Ученые присоединили молекулу силсесквиоксана к отдельным цепям L- и D-PLA, а затем с помощью полимеризации с переносом атома получили гибридные органо-неорганические сополимеры с четко определенными сегментами. При смешивании двух таких блок-сополимеров с комплементарными L- и D-сегментами PLA в полярных органических растворителях цепи самоорганизовались в наносферы. Контрольные эксперименты подтвердили, что движущей силой образования наночастиц является именно стереокомплексация.

Результаты и перспективы

Эксперименты показали, что кремниевые нанокаркасы значительно повышают стабильность PLA-наночастиц: даже через месяц в разбавленном водном растворе гибридные соединения сохраняли свою уникальную форму. Кроме того, включение более длинных сегментов силсесквиоксана в цепи PLA приводило к образованию наночастиц меньшего размера. Это указывает на возможность тонкой настройки размера и формы наночастиц за счет неорганического компонента.

Исследователи предполагают, что такие наночастицы могут улучшить свойства PLA-пластиков для медицинских имплантатов, выступая в роли нового «наполнителя», усиливающего межфазную адгезию и повышающего пластичность и прочность материала.