Algináty, přirozeně se vyskytující biopolymery získané z hnědých mořských řas, v současné době nacházejí rostoucí uplatnění v mnoha oblastech lidského života. Jsou široce používány jako nosiče bioaktivních látek, v tkáňovém inženýrství pro transplantaci buněk, v regenerativní medicíně a v dalších oblastech moderní medicíny. Jejich nejcennější vlastnosti jsou jejich biokompatibilita, biologická rozložitelnost, relativně nízká cena a vynikající mukoadhezivní schopnost. Překvapivě je však jen velmi málo známo o interakcích alginátů a jejich strukturních transformacích ve fyziologickém prostředí, tedy prostředí podobné živým organismům. V této souvislosti nedávný systematický výzkum pracovníků Ústavu technologie léků Farmaceutické fakulty Veterinární a farmaceutické university Brno vedený ve spolupráci s Oddělením NMR spektroskopie Ústavu makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i., odhalil netušené možnosti strukturních přeměn alginátových materiálů indukovaných vnějším prostředím. Například v prostředí žaludečních tekutin se vytvářejí kyselé hydrogely stabilizované silnými vodíkovými vazbami, zatímco v prostředí tenkého střeva alginátové částice silně botnají a uvolňují polyvalentní ionty, které se ukládají jako anorganické mikrodomény. Pokud jde o budoucí perspektivy těchto materiálů, pak pozorované reakce alginátových gelů potenciálně umožňují jemné doladění materiálových vlastností, kdy pečlivým výběrem a kombinací různých polyvalentních iontů lze dosáhnout požadované odezvy materiálu na vnější podněty. Takové systémy, zesítěné směsí různých polyvalentních iontů, mohou vést k multiresponzivním systémům umožňujícím řízené uvolňování anebo adsorpci nejen kovových iontů, ale také organických sloučenin – léčiv.
Interaction Pathways and Structure–Chemical Transformations of Alginate Gels in Physiological Environments
Martina Urbanova, Miroslava Pavelkova*, Jiri Czernek, Katerina Kubova, Jakub Vyslouzil, Alena Pechova, Dobromila Molinkova, Jan Vyslouzil, David Vetchy, Jiri Brus*
Biomacromolecules 2019, 20, 11, 4158-4170, Publication Date:October 11, 2019
https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01052