Аномалия в нанополимерах открывает новые возможности доставки лекарств к клеткам

Дендримеры — сферические макромолекулы с регулярной структурой, которые состоят из симметричных древовидных ответвлений, окружающих ядро. Они обладают хорошей растворимостью, химической и биологической устойчивостью. Благодаря этим свойствам, нанополимеры могут выступать в роли молекулярных контейнеров для адресной доставки лекарств в поражённые клетки, а также использоваться как контрастные агенты при МРТ-диагностике.

Учёные с химического факультета Университета Лобачевского изучают дендримеры различной природы с помощью методов прецизионной калориметрии и термического анализа в широком интервале температур (5—800 K). Исследуя теплоёмкость дендримеров, химики обнаружили структурную аномалию: тонкие колебания фрагментов внутренней сферы и поверхностного слоя макромолекул. При этом вся молекула в целом сохраняет термодинамическую стабильность как при «замораживании» (область сверхнизких температур 5—70 K), так и при последующем нагревании. Эта уникальная особенность открывает новые возможности для использования дендримеров в медицинских целях.

«Используя экспериментальные значения теплоёмкости и рассчитанные термодинамические функции дендримеров, мы можем определить их свободный объём. Чем выше этот показатель, тем лучше использовать дендример в качестве контейнера для таргетной доставки лекарств. За счёт устойчивости к низким температурам достигается большая сохранность препарата, а подвижность структуры дендримера позволит наиболее эффективно высвободить лекарственное вещество», — рассказывает Семен Сологубов, к.х.н., доцент кафедры физической химии химического факультета ННГУ.

Открытие нижегородских учёных расширит спектр применения дендримеров, а также оптимизирует технологии их получения.

Исследования выполнялись при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, РФФИ и Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».