13 dec. 2016
2 minuten
Supramoleculaire polymeren vormen een grote belofte als dragermaterialen voor de zogenoemde regeneratieve geneeskunde, ofwel voor genezing waarbij het lichaam zelf weefsel herstelt. Dit zegt de TU Eindhoven.
Een uitdaging is het verrijken van dit dragermateriaal met moleculaire modules met een complexe functie, bijvoorbeeld het sturen van cellen in de vorming van gezond weefsel. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben nu een methode ontwikkeld om verschillende soorten moleculen met een functie achteraf aan supramoleculaire materialen vast te klikken. De onderzoekers verwachten dat dit grote mogelijkheden biedt voor de ‘regeneratieve geneeskunde’, bijvoorbeeld bij de vorming van bloedvaten. De resultaten zijn in het wetenschappelijk tijdschrift Advanced Materials gepubliceerd.
Tijdelijke structuren
Supramoleculaire materialen worden bijeengehouden door tijdelijke bindingen die vast kunnen zitten maar ook weer los kunnen gaan. Daardoor kunnen ze omkeerbaar veranderen, onder invloed van bijvoorbeeld een veranderende zuurtegraad of temperatuur. Ze zijn heel geschikt om ergens lokaal in het lichaam tijdelijke structuren te vormen die plaats bieden aan cellen zodat nieuw weefsel kan ontstaan. Om deze regeneratie te versnellen en beter te kunnen sturen, moeten de materialen zijn verrijkt met bioactieve stoffen. Een belangrijke beperking tot nu toe was dat die bioactieve stoffen het productie- of verwerkingsproces van het supramoleculaire materiaal vaak niet overleefden en bijvoorbeeld ontvouwden of afbraken.
Additieven
Een onderzoeksteam met onder Olga Goor en Patricia Dankers van de TU Eindhoven is er nu in geslaagd om dit probleem te omzeilen. Zij bouwden in een supramoleculair materiaal speciale reactieve additieven in. Hieraan wisten ze in een later stadium de functionele modules (zoals bioactieve stoffen) vast te maken met een solide (covalente) binding. Bovendien lukte het de onderzoekers die stoffen alleen daar aan te brengen waar het nodig is, namelijk aan het oppervlak van het materiaal die in contact komt met de omgeving.
Hoogstandje
Om dit resultaat te kunnen zien, was een hoogstandje nodig dat de Eindhovense onderzoekers met collega’s van de Universiteit van Maastricht voor elkaar kregen. Ze slaagden erin om via geavanceerde massaspectrometrie zowel de samenstelling van het materiaal aan het oppervlak te meten als eronder in de bulk van het materiaal. Uit de metingen bleek dat de toevoegingen inderdaad voornamelijk aan het oppervlak zaten. De ingebouwde additieven openen dus de weg naar het toevoegen van allerlei gewenste functies aan supramoleculaire materialen, waaronder complexe bioactieve eiwitten en medicijnen. Daarmee kunnen betere materialen worden gemaakt die in het lichaam cellen aanzetten tot regeneratie. Doordat de koppeling via de nieuwe toevoegingen ongevoelig is voor de biochemische processen in het lichaam, verwachten de onderzoekers dat het zelfs mogelijk is om nieuwe functionele moleculen aan te brengen als het supramoleculaire materiaal al in het lichaam zit.
De publicatie Efficient Functionalization of Additives at Supramolecular Material Surfaces verscheen in het wetenschappelijke toptijdschrift Advanced Materials. Het DOI-nummer is 10.1002/adma.201604652.
Anderen lazen ook
