Heparin-liknande polymerer

Heparinliknande polymerer är syntetiska föreningar som har liknande egenskaper som heparin , det vill säga det kan användas kliniskt som antikoagulant. Dessa föreningar som heparin har en negativ laddningstäthet som gör att det kan interagera och hämma koaguleringsprocessen . Glukos eller mannos -innehållande n-alkylurea peptoid oligomer , glukosmodifierad diamin med pedantmonosackarider är exempel på heparinhärmande polymerer. Heparinhärmande polymerer kan också användas för att skapa biomaterial för kirurgisk applikation såsom pacemakers, stentar, etc.

Heparin används i stor utsträckning som ett kliniskt antikoagulant, men det har nackdelar som skapar ett behov av syntetiska heparinliknande polymerer. Händelser som 2008 års heparinkontamination och galna ko-sjukan ökar ytterligare den nya efterfrågan på mer robusta antikoagulantia. Dessutom resulterar långvarig användning av heparin i heparininducerad trombocytopeni.

Tre aspekter av syntetiska efterliknande polymerer är för närvarande fokuserade på: att efterlikna anjoniska sulfatdomäner av heparin, polymerisation av sulfaterade sackarider och sulfatering av naturligt förekommande GAG.

Syntes

Heparinliknande polymerer kan syntetiseras genom en mängd olika mekanismer. Till att börja med kan monomerer antingen syntetiseras eller köpas från vägar som Sigma Aldrich. Monomererna är de grundläggande subenheterna av polymeren och kan utformas för att inkorporera specifika funktionella grupper, t.ex. sockerarter , urea , vilket kan förbättra biokompatibiliteten hos den heparinhärmande polymeren. Monomererna kan sedan kopplas samman genom en bearbetad anropspolymerisation. Detta specifikt bearbetat kan uppnås via olika mekanismer såsom stegtillväxtpolymerisation , RAFT, etc. Genom polymerisationsprocessen binds monomerer av de heparinliknande polymererna kovalent samman för att öka molekylvikten. Efter polymerisation kan polymerkedjorna tvärbindas till varandra och bilda ett större polymernätverk.

Kedjelängden, intermolekylära krafter och reaktiva ställen påverkar den specifika funktionen hos den heparinhärmande polymeren. Genom att förändra polymerens kemiska struktur kan vissa egenskaper uppvisas. Till exempel har studier visat att genom att ändra den termiska övergången av polymeren kan formminnesbeteende uppvisas. Det är här polymeren anpassar sig till deformerad form och återgår sedan till sin ursprungliga konfiguration på grund av viss stimulans. Heparin-härmare polymerer kan utformas för att uppvisa formminnesbeteende.

Karakterisering

Heparinhärmande polymerer kan karakteriseras med olika tekniker. Till exempel kan både protonkärnmagnetisk resonans (H1NMR) och FTIR- spektroskopi hjälpa till att identifiera funktionella grupper. Men H1NMR visar en bättre bild av monomerens kemiska struktur. Kontaktvinkelmätningar kan hjälpa till att bestämma polymerens hydrofobicitet eller hydrofilicitet , vilket är extremt användbart för att skapa vattenlösliga biomaterial.

Ansökningar

Heparinliknande polymerer kan användas för en mängd olika tillämpningar i kroppen. Dessa inkluderar beläggning för pacemakers, kirurgisk kateter och stentar.

Klinisk användning

Shape memory-heparinliknande polymerer kan användas för att skapa enheter som extraherar blödande vävnad. Mikroaktuator (höger) är en prototyp av endovaskulär elektromekanisk koagelextraktionsanordning. Denna enhet består av ett elektromekaniskt mikromanöverdon monterat på den distala spetsen av antingen en Prowler-14 mikrokateter. Mikroaktuatorn är tillverkad med hjälp av ett formminnespolymer (SMP) skal över en formminnes nickel-titaniumlegering (nitinol) trådstomme med fästa kopparledningar för att leverera en nutida. Mikroaktuatorn bibehåller en rak stavform tills den applicerade strömmen, tillhandahållen av en likströmskälla, värmer upp nitinoltråden, vilket gör att mikroaktuatorn omvandlas till en korkskruvsform som kan återvinna en blodpropp. Vid kroppstemperatur är den överliggande SMP i ett glasartat tillstånd och bibehåller nitinolens tätt lindade konfiguration i en rak form för endovaskulär leverans. När väl mikroaktuatorn är placerad bortom koageln, initieras joule-uppvärmning. Eftersom den omgivande SMP värms upp genom ledning till sin karakteristiska glasövergångstemperatur (Tg ≈ 80 °C), övergår den till sitt gummiliknande tillstånd, vilket gör att nitinolen återtar sin korkskruvsform. Hämtning av blodproppen sker genom en tillbakadragande rörelse. Nitinolen uppslukas i ett trångt utrymme trots att det expanderar och som ett resultat drar sig tillbaka och extraherar vävnaden.