La structure spongieuse des structures métallo-organiques (MOF) permet à ces polymères de potentiellement transporter et délivrer une gamme de composés thérapeutiques. Les chercheurs rapportent maintenant Biomatériaux appliqués ACS traité un MOF contenant du chrome avec une dose d’acide acétique plus concentrée que dans le vinaigre pour augmenter la taille de ses pores et sa surface. Les MOF gonflés contenaient plus d’ibuprofène ou de médicaments de chimiothérapie que la version originale et présentaient des performances améliorées en tant que véhicule potentiel d’administration de médicaments.
Prendre des médicaments par voie orale est un moyen pratique d’administrer des médicaments. Cependant, cette méthode nécessite parfois de prendre plusieurs comprimés par jour ou nécessite de gros comprimés difficiles à avaler. Par conséquent, les chercheurs étudient comment les MOF peuvent être utilisés pour l’administration de médicaments afin de minimiser la fréquence d’administration et de maximiser l’efficacité du traitement. En personnalisant la taille et la structure des pores des polymères, les scientifiques ont créé des véhicules à l’échelle nanométrique susceptibles de permettre une libération de médicaments plus contrôlée et plus ciblée. Cependant, pour transporter et libérer encore plus de molécules médicamenteuses, les pores devraient s’élargir davantage que ne le font les versions actuelles. Une équipe de recherche dirigée par Fateme Rezaei de l’Université de Miami souhaitait optimiser un MOF existant et améliorer l’administration par le polymère de deux produits thérapeutiques courants de tailles moléculaires différentes : l’anti-inflammatoire ibuprofène et un composé plus petit, le 5-fluorouracile, un médicament de chimiothérapie. utilisé pour traiter le cancer.
Ils ont commencé avec une méthode établie pour synthétiser un MOF biocompatible contenant du chrome et ont ajouté une étape de rinçage à l’acide acétique. L’acide a élargi les pores du polymère d’environ 2,5 nanomètres (nm) à 5 nm de large. Lors d’expériences en laboratoire visant à caractériser la capacité de chargement de médicaments du MOF, les chercheurs ont découvert que la version gonflée absorbait plus de molécules d’ibuprofène et de 5-fluorouracile que la structure contenant du chrome et dotée de pores de taille standard. Ensuite, lors d’expériences d’administration de médicaments, ils ont chargé les MOF à pores dilatés et standards avec de l’ibuprofène ou du 5-flurouracil et ont mesuré la rapidité avec laquelle les médicaments passaient dans une solution saline. Rezaei et ses collègues ont découvert que les nouveaux cadres libéraient les deux médicaments beaucoup plus rapidement que les originaux. Les chercheurs ont attribué les taux de chargement et de libération plus élevés des médicaments aux pores plus grands et à la plus grande surface de l’échafaudage expansé, qui offre des « portes » plus grandes pour que les molécules de médicament entrent et sortent.
De simples changements comme ceux-ci pourraient maximiser l’efficacité des MOF dans les futures applications d’administration de médicaments, affirment les chercheurs. Dans une prochaine étape, ils souhaitent déterminer comment une libération lente et progressive du médicament peut être obtenue dans des délais spécifiques en modifiant la structure des pores du MOF.
Les auteurs remercient la National Science Foundation des États-Unis pour son financement.