生物體中發(fā)現(xiàn)的氧化物是新陳代謝的副產(chǎn)品，對傷口愈合和免疫至關(guān)重要。然而，當(dāng)它們的濃度變得過高時，可能會發(fā)生炎癥和組織損傷。伊利諾伊大學(xué)的工程師已經(jīng)開發(fā)并測試了一種新的藥物輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以感知高氧化劑水平，并通過應(yīng)用適量的抗氧化劑來恢復(fù)這種微妙的平衡。
研究結(jié)果發(fā)表在《小》雜志上。
研究人員說，許多藥物包括特殊的聚合物和顆粒，一旦給藥，它們可以控制藥物釋放的時間或濃度。但是，這些添加劑會阻礙某些藥物(如抗氧化劑)在制造階段的結(jié)晶，導(dǎo)致其在體內(nèi)不受控制地溶解。
“我們在這里看到了一個機會，可以開發(fā)一種不同類型的藥物輸送系統(tǒng)，它可以感知系統(tǒng)中的氧化劑水平，并根據(jù)需要通過應(yīng)用抗氧化劑來做出反應(yīng)，”化學(xué)和生物分子工程教授和合著者孔亨俊說。
孔和他的團隊發(fā)現(xiàn)了一種組裝兒茶素晶體的方法，兒茶素是綠茶中發(fā)現(xiàn)的亮綠色抗氧化劑，使用一種可以感知氧化劑濃度過高的聚合物。研究人員測試了常見淡水浮游甲殼動物大型溞(Daphnia magna)中含有兒茶素晶體的聚合物的反應(yīng)性。
“心率表明潛在有毒化學(xué)物質(zhì)對大型溞生理的影響程度，”孔說?！八橥ǔ１挥脕肀O(jiān)測環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的影響，因為它們的心臟與脊椎動物的心臟相似，它們也被用來評估心臟保護藥物的功效?！?
研究人員將水蚤暴露在被亞致死濃度的天然氧化劑過氧化氫污染的水中，并監(jiān)測其心率。他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)使用過氧化氫的濃度，水蚤的平均心率從每分鐘348次下降到290次和277次。
當(dāng)研究小組在實驗中加入新的兒茶素晶體聚合物和聚合物時，水蚤最終恢復(fù)了接近正常的心率。除了這種新聚合物的潛在醫(yī)學(xué)用途，孔的研究團隊還在研究它的應(yīng)用，以減少天然水道中高氧化性物質(zhì)的影響。
他說：“過氧化氫通常用于清潔被過量藻類污染的水，這引發(fā)了人們對氧化劑如何影響水生生物的擔(dān)憂?！拔覀冋J(rèn)為這種新的抗氧化劑輸送系統(tǒng)可以用來解決天然水過氧化物的問題?！?
研究人員計劃促進藥物和環(huán)境應(yīng)用聚合物的發(fā)展?！斑@項研究證明了這個概念，但我們?nèi)杂懈嗟墓ぷ饕?，”孔說?！叭藗儞?dān)心我們使用的特定聚合物——聚乙烯亞胺二硒醚的安全性，但我們接近找到一種可行的替代品。”
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