Un prix abordable, Une méthode sans métaux lourds et sans odeur pour fabriquer des nanostructures polymères creuses a été conçue par les chercheurs d'A*STAR. Ces structures pourraient être utilisées comme systèmes de distribution de produits de soins personnels, médicaments et produits agrochimiques.

L'utilisation de nanostructures polymères creuses pour transporter et préserver la stabilité de principes actifs, comme l'acide salicylique, vitamines, médicaments et pesticides, est en plein essor. Ces obus libèrent une cargaison à la demande en réponse à des déclencheurs tels que l'eau. Les méthodes de fabrication actuelles sont imparfaites, en raison de l'un ou l'autre coût, raisons environnementales ou de sécurité. Des efforts importants sont donc consacrés au développement d'alternatives.

Alexander van Herk de l'Institut des sciences chimiques et de l'ingénierie A*STAR et Atsushi Goto de l'Université technologique de Nanyang, ont conçu un coffre-fort, voie simple pour synthétiser des nanoparticules de polymère, nanocylindres et nanocapsules.

La première étape de cette synthèse en deux étapes consiste à polymériser l'acide méthylacrylique (MAA) en présence d'iode pour produire des iodures d'alkyle. Le poly(acide méthacrylique) (PMAA) agit alors comme initiateur dans la polymérisation du méthacrylate de méthyle (MMA) et la formation du copolymère séquencé. L'iodure de sodium est le catalyseur dans les deux étapes. Le PMAA est hydrophile et le poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) est hydrophobe, ce qui signifie que dans les solvants polaires tels que l'éthanol et l'eau, le copolymère s'auto-assemble en nanostructures creuses.

En faisant varier les proportions de polymère, van Herk et Goto ont pu déterminer la forme des nanostructures. La portion la plus faible de PMMA à PMAA a donné des nanoparticules; augmenter le contenu hydrophobe conduit à des nanocylindres, puis des nanocapsules. L'équipe a également découvert que l'ajustement des deux longueurs de polymère permettait de contrôler la taille de la structure et l'épaisseur de la coque.

L'utilisation de l'iode est la partie la plus innovante de ce travail. L'iodure de sodium est très actif, biologiquement sûr, peu coûteux, incolore et inodore. Les polymérisations actuelles utilisent soit des groupes contenant du soufre malodorants, ou des ions de métaux lourds tels que le cuivre. "L'utilisation de la polymérisation radicalaire contrôlée à médiation par l'iode nous donne des capsules sans soufre et sans métal qui ont une acceptation plus large que celles produites avec les méthodes précédentes, " dit van Herk.

L'équipe a répété les expériences en ajoutant une petite quantité de diméthacrylate d'éthylène glycol monomère hydrophobe réticulable au MMA dans la deuxième étape de polymérisation. « La réticulation est importante pour « geler » la structure, pour s'assurer qu'il ne change pas lors des manipulations ultérieures, " dit van Herk. Cela a conduit à des nanostructures plus stables.

Les capacités de livraison de ces polymères n'ont pas encore été testées. "Jusqu'à présent, nous n'avons pas chargé ces gélules de composés actifs tels que des vitamines ou des peptides. La prochaine étape pourrait être de le faire, puis étudier les profils de libération, " dit van Herk.