Оптимальные растворители повышают ёмкость MOF для точной доставки лекарств

Исследователи из Университета Осаки обнаружили критическую роль растворителей в эффективности загрузки лекарств в металло-органические каркасы (MOF) — перспективный класс носителей для систем доставки лекарств (DDS). Результаты опубликованы в Langmuir.

MOF, состоящие из ионов металлов и органических лигандов, обладают высокой пористостью и большой площадью поверхности. Это позволяет им вмещать значительное количество лекарства и обеспечивать целевую доставку.

Большинство предыдущих исследований фокусировались только на взаимодействии лекарства с носителем, упуская важную роль растворителей в этом процессе.

Команда изучила влияние различных растворителей на загрузку, используя два широко исследуемых MOF — ZIF-8 и UiO-66-NH₂ — в качестве модельных носителей, и ибупрофен в качестве модельного лекарства.

Наблюдения показали:

• ZIF-8 поглощал больше ибупрофена в высокополярных растворителях.
• UiO-66-NH₂ работал лучше в растворителях с меньшей полярностью.

С помощью рамановской спектроскопии исследователи обнаружили, что полярность растворителя влияет на молекулярные колебания внутри структур MOF. Когда эти внутренние колебания подавлялись, MOF могли поглощать больше лекарства.

«Наши результаты показывают, что полярность растворителя не просто влияет на растворение лекарства — она фактически меняет поведение MOF на молекулярном уровне», — пояснил ведущий автор исследования, доцент Сюдзи Осаки.

Это открытие устанавливает физическую связь между вызванными растворителем изменениями в динамике MOF и эффективностью загрузки лекарств. Это даёт важную основу для выбора оптимальных растворителей при проектировании DDS на основе MOF, что может привести к более эффективному и настраиваемому лечению с меньшими побочными эффектами.

В дальнейшем команда планирует получить более детальное понимание трёхстороннего взаимодействия между MOF, лекарствами и растворителями с помощью исследований методом молекулярного моделирования.