Reverzibilisen duzzadó redox érzékeny poli(aszparaginsav) hidrogélek

Barczikai Dóra, III. évf. (BSc)

Témavezető: Dr. Szilágyi András egyetemi docens

BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

Konzulens: Molnárné Krisch Enikő PhD hallgató

BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

A polimer hidrogélek váza olyan háromdimenziós hidrofil polimer térháló, amely vizes közegben duzzad, de nem oldódik fel. Nagy vízmegkötő képességük, a szövetekhez hasonló mechanikai tulajdonságaik, kis felületi súrlódásuk, viszkoelasztikus jellegük, várható biokompatibilitásuk és biológiai lebonthatóságuk számos gyógyászati alkalmazást tesz lehetővé, többek között a célzott rákterápia és a mesterséges szövetépítés területén. A hidrogélek fontos csoportját képezik a reszponzív gélek, melyek egy előre meghatározott válaszreakcióval – pl. térfogatváltozás – reagálnak bizonyos környezeti paraméterek, pl. a pH, a hőmérséklet vagy a redox potenciál megváltozására [1].

A tiol-diszulfid átalakulásnak kiemelt biológiai jelentősége van, mivel a szervezetben előforduló redox folyamatok kulcsmediátora a tiolcsoportot tartalmazó glutation tripeptid. A glutation redukált formájának koncentrációja lényegesen eltérő a sejten belüli és sejten kívüli terekben, emellett emelkedett koncentrációban van jelen a rákos sejtekben. Az ebből következő redox potenciál gradiens adja az alapját számos redox-reszponzív hatóanyag-hordozó mátrix fejlesztésének, amelyekkel elsősorban tumoros megbetegedéseket kezelnének a jövőben.

Munkám célja olyan hidrogél előállítása volt, mely redox hatásra reverzibilis térfogatváltozással reagál, így szabályozott hatóanyag-leadó rendszer alapja lehet. A hidrogélek kiindulási anyagának az aszparaginsavat választottam, melyből jól meghatározott molekulatömeggel és olcsón állíthatóak elő tervezett tulajdonságokkal rendelkező polimerek.

A hidrogélek előállításához tiolcsoportokkal módosított poliaszparaginsavat kémiailag térhálósítottam vizes közegben egy redukcióra nem érzékeny keresztkötő molekulával. A permanens keresztkötéseknek köszönhetően az előállított hidrogélek redukáló közegben duzzadtak, de nem oldódtak fel. Meghatároztam az előállított gélek duzzadásfokát és rugalmassági modulusát különböző redox potenciálú környezetben, illetve ezen tulajdonságok változásának reverzibilitását az összetétel függvényében.

[1] Peppas NA, Hilt JZ, Khademhosseini A, Langer R. Hydrogels in Biology and Medicine: From Molecular Principles to Bionanotechnology. Advanced Materials. 2006;18(11):1345-1360.

szerző

Barczikai Dóra
Biomérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

Molnárné Krisch Enikő
Konzulens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
Dr. Szilágyi András
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

helyezés

II. helyezett