Le groupe scientifique dirigé par le professeur Ivan Stoikov est engagé dans la recherche en chimie supramoléculaire depuis plus de 20 ans et est bien connu dans la communauté professionnelle. L'entreprise principale du groupe de recherche est l'étude de nouvelles, matériaux biologiquement significatifs obtenus à partir de composés macrocycliques.

Dans les années récentes, leurs travaux se sont concentrés sur une nouvelle classe de composés macrocycliques, pilier[5]arènes.

Dans un article récent, l'équipe a signalé le premier exemple d'utilisation de systèmes macrocycliques hydrosolubles basés sur des dérivés de pilier[5]arène (para-cyclophanes) en tant que systèmes biomédicaux d'administration de vitamine D3 à auto-assemblage. Une caractéristique distinctive de ce développement est une augmentation de l'ordre de grandeur de la concentration de travail finale de la vitamine D3 dans l'eau, ce qui permet d'utiliser le médicament à un dosage plus élevé et à une dose plus faible en volume. Une autre caractéristique distinctive est le comportement « intelligent » des particules macrocycle/D3 dans l'eau. Dans une solution, il y a des nanoparticules stables de vitamine D3 dispersées dans l'eau, mais dès que l'eau s'évapore, un film nanoporeux (système polymère supramoléculaire) constitué d'un macrocycle et de vitamine D3 se forme en surface.

Ainsi, les auteurs ont réussi à créer un très concentré, forme hydrosoluble de vitamine D3 due à la formation de particules nanométriques obtenues en encapsulant la vitamine dans la cavité du pilier[5]arène avec association ultérieure. En raison de la capacité de ces particules à s'auto-assembler de manière contrôlée (association), il devient possible de choisir la voie d'administration de la vitamine D3, selon les caractéristiques du corps humain. Une caractéristique clé de tels systèmes est la toxicité des composants eux-mêmes. Ce travail complexe a montré que les systèmes macrocycliques appliqués à base de pilier[5]arène sont totalement non toxiques pour le corps humain.

Les vitamines du groupe D sont synthétisées en interne par le corps lorsqu'elles sont exposées au soleil. Mais si la production de vitamine D dans le corps n'est pas suffisante, alors, comme règle, une thérapie de soutien est prescrite avec l'ajout de compléments alimentaires contenant de la vitamine D à l'alimentation quotidienne. Le problème avec les compléments alimentaires est qu'il est difficile de calculer la concentration requise et de respecter strictement le régime alimentaire. L'utilisation de suppléments "intelligents" pouvant libérer une certaine quantité de vitamine de manière contrôlée pendant longtemps est une tâche urgente pour l'industrie pharmaceutique et supprime les inconvénients susmentionnés. Ainsi, Des particules de macrocycle/D3 stables à l'échelle nanométrique dans l'eau peuvent être utilisées comme complément alimentaire intelligent à action prolongée. En d'autres termes, une dose peut fournir un apport constant de vitamine D3 au corps pendant une longue période sans apport répété.

Les résultats ont montré une caractéristique unique des systèmes macrocycle/D3 obtenus pour former des films nanoporeux à la surface lorsque la solution sèche. De tels systèmes ont été décrits dans la littérature il y a quelques années seulement, mais il n'y a pratiquement pas d'exemples d'utilisation de tels systèmes en médecine. Une caractéristique distinctive de ces nouveaux films nanoporeux est leur capacité à protéger la vitamine D3 encapsulée des rayons ultraviolets agressifs. L'inconvénient de l'utilisation de vitamine D3 pure à la surface de la peau est sa destruction rapide par la lumière ultraviolette. D'autres travaux se concentreront sur l'étude des propriétés de ce matériau.