Des scientifiques de l'Institut de chimie physique de l'Académie polonaise des sciences (IPC PAS) en coopération avec la Faculté de chimie de l'Université de technologie de Varsovie (WUT) ont développé un nouveau méthode sans solvant pour l'encapsulation de molécules médicamenteuses dans des matériaux poreux MOF (métal-organique framework).

De nos jours, les nouveaux systèmes d'administration de médicaments pour la libération contrôlée de molécules biologiquement actives sont essentiels à la technologie pharmaceutique moderne. Dans les années récentes, Les MOF - une classe de matériaux poreux cristallins hybrides organiques-inorganiques ont attiré beaucoup d'attention en tant que transporteurs de médicaments en raison de leur environnement interne amphiphile et de leur porosité élevée et régulière réglable. Les méthodes traditionnelles de chargement de médicament reposent sur l'incorporation d'un médicament particulier en trempant un MOF activé dans des solutions médicamenteuses préparées de manière appropriée. Cette procédure apparemment simple prend du temps car elle nécessite de nombreuses étapes telles que la synthèse et l'activation du MOF, trempage, lavage et séchage. Par ailleurs, la capacité de charge des matériaux obtenus de cette manière est généralement inférieure à celle trouvée dans les silices mésoporeuses ou les supports organiques couramment utilisés.

"Ce que nous recherchons, c'est une conception et une synthèse rationnelles d'unités de construction moléculaire et leur transformation contrôlée en matériaux fonctionnels hybrides dans des processus ascendants comprenant à la fois des méthodes humides traditionnelles et des processus mécanochimiques respectueux de l'environnement, " dit Janusz Lewinski, l'auteur principal de l'étude.

Maintenant, les chercheurs de l'IPC PAS et WUT ont développé une nouvelle et simple méthode d'encapsulation de médicament sans solvant qui utilise un complexe métallique pré-assemblé incorporant la molécule de médicament, et ce type de cluster agit à la fois comme le précurseur du médicament et du MOF. Selon les chercheurs, cette nouvelle approche pourrait à la fois améliorer considérablement l'efficacité de l'encapsulation des médicaments dans les matériaux MOF et ouvrir la voie à la formulation d'une vaste gamme de composites « drug@MOF ».

"C'est une procédure très simple et rapide, où la réaction mécanochimique rapide et sans solvant nous fournit un composite "drug@MOF" en seulement 20 minutes, " a déclaré le Dr Daniel Prochowicz.

« La synthèse mécanochimique sans solvant est très simple. Nous avons besoin de précurseurs solides et d'un broyeur à boulets électrique pour réaliser la réaction. Ensuite, lors du broyage des substrats, la force mécanique fait le travail pour nous, " dit Jan Nawrocki, doctorat étudiant dans le Groupe Lewinski et premier auteur de la publication relatant la nouvelle stratégie synthétique.

Les scientifiques soulignent que cette preuve de concept impliquant un cluster de cuivre fonctionnalisé à l'ibuprofène pré-assemblé n'est que le début de leur recherche sur des clusters métalliques plus biocompatibles basés, entre autres, sur les ions zirconium et fer.

« La route pour amener les MOF sur le marché pharmaceutique est probablement encore longue et sinueuse, mais quand ils sont prêts, notre méthode sera la plus favorable d'un point de vue économique, " dit Prochowicz.