Mengenal Lebih Dalam Tentang Dendrimers

Dalam dunia farmasi, sangat banyak sekali hal yang tersembunyi didalamnya. Mungkin bagi kita orang awam, tidak tau apa saja yang dipelajari dalam farmasi.  Sudah pasti sangat asing bagi anda jika mendengar yang namanya Dendrimers bukan?  Nah.. jangan khawatir, disini kami selalu hadir untuk anda dengan membantu menjawabnya.  Yuk langsung saja kita simak penjelasannya dibawah ini.

Defenisi Dendrimers

1

Dendrimers adalah seperti arsitektur molekul yang unik dengan berulang-ulang hiper molekul bercabang. Nama Dendrimer berasal dari kata Yunani dendron berarti “pohon” dan meros menunjukkan “bagian.”

Perbedaan yang unik antara polimer linier konvensional dan dendrimers adalah polimer linear terdiri dari rantai panjang atau pendek molekul yang berputar seperti kumparan dan keterkaitan dengan satu sama lain. Sebuah molekul dendrimer terdiri dari rantai molekul yang bercabang dari pohon seperti struktur yang berasal dari pusat umum tanpa bersilangan antara setiap molekul.

Dendrimer biasanya simetris di sekitar inti dan sering mengadopsi morfologi tiga dimensi yang bulat. Kesempurnaan struktural, mono-dispersibility dan sangat simetri adalah fitur penting dari partikel nano.

Sifat dasar Molekkul dendrimers diatur oleh kelompok-kelompok fungsional yang hadir pada permukaan molekul. Namun ada berbagai contoh dendrimers dimana kelompok fungsional hadir secara internal.

Molekul Dendrimer dapat dimodifikasi untuk membuat lebih banyak air larut dengan memperkenalkan spesies yang dibebankan atau hidrofil di kulit terluar dari struktur. Sifat lain  dendrimers dalam aplikasi farmasi termasuk toksisitas, Bagian, tecto-dendrimer pembentukan dan chirality.

Arsitektur Dendrimer

Dendrimers juga diklasifikasikan oleh generasi yang mengacu pada jumlah siklus berulang yang dilakukan selama sintesis yang bercabang. Sebagai contoh, jika dendrimer dibuat oleh konvergen sintesis dan reaksi bercabang dilakukan ke molekul inti tiga kali, dendrimer yang dihasilkan dianggap dendrimer generasi ketiga.

Setiap hasil generasi dendrimer kira-kira dua kali berat molekul generasi sebelumnya. Generasi Dendrimers yang lebih tinggi juga memiliki kelompok lebih terbuka di permukaan, yang nantinya bisa digunakan untuk menyesuaikan dendrimer untuk aplikasi tertentu.

Polimer konvensional sebagian besar linier dalam ukuran dan bentuk. Massa molekul linier dimana molekul ini juga tidak konstan dan bervariasi secara acak. Ukuran dan massa molekul dendrimers tertentu dapat dikendalikan selama proses sintesis.

Dendrimers monodisperse makromolekul ditandai dengan partikel ukuran seragam dalam fase tersebar. Karena mereka memiliki arsitektur molekul yang unik. Beberapa dendrimers  secara signifikan meningkatkan sifat fisik dan kimia bila dibandingkan dengan konvensional linier polimer.

2

Physical perilaku dan rheological pada dendrimers dalam larutan

Generasi Dendrimers yang lebih rendah cukup besar untuk menjadi bulat tapi tidak membentuk permukaan, memiliki area permukaan yang besar terkait dengan volume.

3

Perbedaan antara generasi Dendrimers rendah dan tinggi

Berbeda dengan linear polimer viskositas intrinsik dendrimer tidak meningkatkan linear dengan massa tetapi menunjukkan pada generasi tertentu dan kemudian mulai menurun. Perilaku seperti itu tidak seperti  linier polimer.

Hal ini mungkin karena cara di mana perubahan bentuk dendrimer dengan generasi, generasi lebih rendah yaitu mengadopsi bentuk planar elips yang lebih terbuka dengan transisi ke bentuk bulat lebih kompak untuk generasi yang lebih tinggi. Kehadiran banyak jaringan berakhir bertanggung jawab untuk kelarutan tinggi dan miscibility dan reaktivitas tinggi. Dalam struktur dendrimer, molekul kepadatan secara teoritis tertinggi di pinggiran dendrimers.

Telah diusulkan bahwa dari cabang-cabang mengarah ke profil kepadatan lebih seragam atau bahkan terbalik. Di alam seperti pohon memiliki kemampuan untuk memaksimalkan luas permukaan, misalnya untuk memaksimalkan eksposur cahaya atau jumlah daun pada pohon.

4

Struktur dendrimers

Dengan cara yang sama, arsitektur dendritik menciptakan molekul dimana sebagian besar kelompok yang terkena di permukaan dan yang dapat memiliki permukaan molekul sangat tinggi hingga 1000 m2. Kehadiran berbagai kelompok di dendrimers meningkatkan simultan berbagai interaksi kumpulan permukaan dengan pelarut, permukaan atau molekul-molekul lain dan sebagai akibatnya, dendrimers cenderung untuk menunjukkan tingkat tinggi kelarutan, reaktivitas dan mengikat intens.

Klasifikasi dendrimers

Dendrimers juga diklasifikasikan oleh generasi yang mengacu pada jumlah siklus yang dilakukan selama sintesis yang bercabang. Sebagai contoh, jika dendrimer dibuat oleh konvergen sintesis dan reaksi bercabang dilakukan ke molekul inti tiga kali, dendrimer yang dihasilkan dianggap dendrimer generasi ketiga.

Setiap generasi hasil dendrimer kira-kira dua kali berat molekul generasi sebelumnya. Generasi Dendrimers yang lebih tinggi juga memiliki lebih kelompok terbuka dengan fungsional di permukaan, yang nantinya bisa digunakan untuk menyesuaikan dendrimer untuk aplikasi tertentu.

5

Pamam Dendrimer

Ini adalah kelas dendrimer yang terbuat dari berulang-ulang bercabang subunit Amida dan amina fungsionalitas. Poin-poin berikut adalah fitur impotant dari Pamam dendrimers

  • Pamam dendrimer umumnya disintesis oleh metode sintesis berbeda.
  • Inti internal PAMAM dendrimer hanya geneally dimulai dari amonia atau ethelenediamine.
  • Solusi metanol yang paling umum digunakan PAMAM dendrimers.
  • Berat molekul Pamam dendrimer meningkat sebagai generasi meningkat.
  • Ada beberapa contoh Pamam dendrimer yang dipasarkan. Dendrimersis Starburst yang paling sering digunakan sebagai Pamam dendrimers yang didasarkan pada inti tris aminoethylene imina.
  • Penerapan Pamam dendrimer dalam farmasi.

Dalam beberapa tahun terakhir, PAMAM dendrimer terutama digunakan untuk pemberian obat dan pengiriman gen.

Pemberian obat:

1. Sebagian besar sel-sel kanker dikenal overexpress reseptor folat pada permukaan. Asam folat conjugated PAMAM dendrimerhave kecenderungan untuk mengikat sel-sel kanker. PAMAM dendrimer berisi banyak cabang yang mengandung amina. Jadi peneliti telah mengungkapkan bahwa asam folat dari amina dan obat antikanker di cabang lain dari amina. Akibatnya hasil akhirnya menjadi lebih efektif untuk pengobatan kanker.

2. PAMAM dendrimer dapat digunakan untuk solubilize obat antikanker. Sebagian besar obat antikanker tidak larut dalam air. PAMAM dendrimer dapat digunakan untuk membuat obat tidak larut sebagai kompleksasi larut.

3. PAMAM dendrimers juga telah digunakan untuk pengobatan penyakit mematikan. Salah satu contoh yang paling menonjol adalah kemampuan PAMAM dendrimers untuk menghapus prion protein agregat yang merupakan salah satu gugusan protein mematikan yang dapat mengakibatkan “penyakit sapi gila” pada manusia

PPI Dendrimer

  • PPI dendrimersstand untuk “Poli (Propylene imina)”
  • PPI dendrimers tersedia secara komersial hingga G5 dan telah menemukan aplikasi yang luas dalam ilmu biologi.
  • Sebagai nama alternatif untuk PPI, POPAM kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan kelas dendrimers. POPAM adalah singkatan dari Poli (Propylene Amine).
    Dendrimers juga kadang-kadang dilambangkan “DAB dendrimers” DAB merujuk kepada struktur inti, yang biasanya didasarkan pada Diamino Butana.

6

Farmasi penerapan Dendrimers

Akurasi yang tinggi dari kontrol atas distribusi obat ini sangat efektif untuk menghilangkan kelemahan. Untuk alasan ini, sistem obat harus dikembangkan untuk mencapai target. Tidak seperti konvensional polimer, dendrimers telah mencapai banyak aplikasi dalam bidang biologi dan farmasi karena larutan airnya yang tinggi, biokompatibilitas (merupakan kemampuan suatu bahan untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan dimana bahan tersebut diletakkan atau ditanamkan, tidak membahayakan tubuh, dan non-toksik).

Dijelaskan kationik dendrimers PAMAM NH 2 (G0-G4) dan permeabilitas yang ditemukan di seluruh monolayers sel Caco-2 sebagai fungsi dari generasi dendrimer, konsentrasi dan inkubasi waktu. Berbagai parameter seperti Trans epitel hambatan listrik, 14 permeabilitas C-manitol dan kebocoran enzim laktat dehidrogenase dipelajari dan disarankan bahwa amina ini dihentikan oleh PAMAM dendrimers membran biologis oleh jalur endositosis. Selain itu, dengan mengoptimalkan muatan permukaan dan ukuran, polimer dendritik ini dapat dikembangkan ke dalam sistem pengiriman oral.

Kelas obat yang berbeda dapat dimasukkan dalam pembawa dendrimers serbaguna ini. Baru-baru ini, dendrimer berbasis telah diformulasikan untuk obat taxol yang telah meningkatkan permeabilitas dan transportasi obat di seluler hambatan. PAMAM dendrimer menunjukkan stabilitas besar di bawah kondisi fisiologis yang berbeda dan meningkatkan permeabilitas besar di Caco-2 sel dan sel-sel endotel otak babi otak daripada paclitaxel saja.

7

Pengiriman ditargetkan obat antikanker dapat mengurangi efek samping dari sehat jaringan seperti hati, limpa, ginjal dan sumsum tulang yang secara signifikan terkait dengan terapi tradisional. Situs spesifik pengiriman obat bisa dicapai dengan modifikasi permukaan dendrimers menggunakan berbagai penargetan ligan seperti asam folat (FA), peptida, antibodi monoklonal dan kelompok-kelompok gula.

Dendrimer sebagai penambah larutan

Dendrimers memiliki inti hidrofobik dan lapisan permukaan hidrofil yang akan membentuk Misel unimolecular. Fitur penting dari molekul dendrimer adalah bahwa tidak memiliki konsentrasi Misel kritis.

Properti ini menyediakan kesempatan tambahan untuk obat-obatan larut dengan menggunakan teknik enkapsulasi dalam struktur dendritik pada semua konsentrasi dendrimer. PAMAM interior mungkin memiliki hidrofil hidrofobik inti-shell dan eksterior rantai panjang alkana yang dapat digunakan untuk mengikat  obat anti tumor.

Lisan ketersediaanhayati dari 5-flurouracil ( merupakan agen kemoterapi utama yang digunakan untuk terapi kanker kolon) dapat ditingkatkan dua kali dengan menggunakan lapisan fosfolipid makromolekul asam dendrimer lemak.

Obat larut dapat dimodifikasi dengan berbasis dendrimer operator untuk meningkatkan ketersediaanhayati oral obat-obatan yang bermasalah. PAMAM Dendrimer dapat terkonjugasi dengan Propranolol untuk meningkatkan kelarutan obat dengan lebih dari dua kali lipat.

Menggunakan Dendrimer

PAMAM dendrimers (G4-NH2, G3 NH2, G4-OH, PEGlayted G3 [G3-PEG]) dan polimer bercabang hiper (polyol) dapat dieksplorasi untuk membuat molekul yang efektif untuk menghasilkan selular masuk ke karsinoma epitel paru-paru manusia melalui upaya penelitan mengungkapkan bahwa cepat masuknya NH2 bisa karena kelompok permukaan amina yang memiliki sifat kationik. Ini mungkin konjugat electrostatically dengan sel epitel yang menciptakan atomosphere bermuatan negatif.

Akibatnya molekul akan memasuki pinocytosis Dendrimer ibuprofen kompleks dapat dirumuskan untuk membuat entri dari sel-sel yang cepat dibandingkan dengan obat murni. Ini akan menyarankan bahwa dendrimers dapat secara efisien membawa dan dikomplekskan obat di dalam sel-sel.

8

Interaksi elektrostatik dendrimer molekul dengan sel

Dendrimers Poly(Lysine) diubah dengan kelompok-kelompok sulfonated naphthyl telah ditunjukkan untuk menjadi efektif sebagai obat-obat antivirus melawan virus herpes yang dapat berpotensi mencegah atau mengurangi HIV dan penyakit menular seksual lainnya (PHS). Dalam studi sebelumnya, PAMAM dendrimers diteliti berikatan kovalen dengan terkonjugasi dengan naphthyl sulfonate residu molekul pada permukaan dan menunjukkan aktivitas antivirus terhadap infeksi HIV.

Obat ini juga menghambat virus sel adsorpsi dalam tahap awal dan kemudian tahap replikasi virus oleh mengganggu aktivitas enzim. PPI Dendrimers  berbasis terkonjugasi dengan tersier alkil amonium kelompok menempel pada permukaan yang telah ditemukan untuk menjadi antibakteri efektif terhadap bakteri negatif.

Poli Dendrimers dengan kelompok mannosyl permukaan yang ampuh inhibitor adhesi E. coli untuk sel-sel darah kuda. Dendrimer hibrida telah ditemukan untuk menjadi efektif sebagai agen antibakteri dan aplikasi lain biomedis.

Dendrimers dalam Terapi Photodynamic

5-aminolevulinic Asam berbasis dendrimer yang digunakan sebagai fotosensitizer telah terikat ke permukaan dendrimers dan digunakan sebagai agen PDT untuk tumorigenic keratinocytes. Foto sensitif pewarna dapat juga dimasukkan ke dalam dendrimers dan digunakan dalam perangkat PDT.

Obat dapat digunakan untuk pengobatan kanker setelah pemberian yang selektif berkonsentrasi dalam penyakit jaringan. Un-functionalization sesuai molekul pinggiran meningkatkan sifat dendrimers melalui dendrimers pembawa menjanjikan untuk photosensitizers. ALA merupakan agen alami pendahulu dari fotosensitizer protoporphyrin IX dan akumulasi yang dikenal untuk meningkatkan konsentrasi seluler protoporphyrin.

9

Dendrimers dalam pengiriman gen

Dendrimer berbasis gen terapi telah mengumpulkan perhatian besar atas yang terakhir dua dekade sejak mampu menyediakan metode yang menjanjikan untuk mengobati kanker serta kelainan genetik. Secara khusus, RNAi berbasis dendrimer menjadi lebih populer untuk penargetan gen dan gen dalam penelitian maupun sebagai terapi klinis karena khasiat yang tinggi.  Mengingat keselamatan dan batasan lain pendekatan virus, vektor nonviral untuk pengiriman RNA semakin Alternatif menggantikan virus.

Survei menemukan bahwa, ada banyak molekul dendritik yang dikembangkan untuk menyampaikan RNA, sementara PAMAM dendrimers paling digunakan keunggulan sintesis dan modifikasi dan ketersediaan komersial. Pada dasarnya ada tiga jenis untuk mengoptimalkan struktur dendrimer untuk menurunkan cytotoxicity atau kualitas yang beracun bagi sel serta meningkatkan efisiensi seperti:

1. Perumusan struktur dendritik baru atau jelajahi unit inti baru untuk persiapan dendrimer.

2. Sintesis fungsional turunan bagian interior atau senyawa eksterior dendrimer

3. Kompleksasi dan conjugating molekul biokompatibel atau bioaktif lain untuk membentuk yang efektif dengan dendrimers. Sebagai jalur sel yang berbeda memiliki pendekatan yang berbeda untuk sistem pengiriman, ilmuwan harus memiliki pendekatan ketika belajar berbasis dendrimer.

Pengiriman RNA untuk memilih struktur dendrimer yang tepat, metode mengoptimalkan dan kondisi pengiriman tergantung pada jenis penargetan gen serta sel yang akan ditransfer. Baru-baru ini, banyak ilmuwan yang bekerja pada dendrimers untuk pengiriman RNA.

10

Penargetan gen melalui konjugasi dendrimer

Dendrimers dapat bertindak sebagai vektor dalam terapi gen. PAMAM dendrimers telah diuji sebagai pembawa materi genetik. Banyak laporan telah diterbitkan menggambarkan penggunaan dihentikan amino PAMAM atau PPI dendrimers sebagai agen transfer gen non-virus, meningkatkan transfeksi DNA oleh endositosis dan akhirnya menjadi inti sel. Reagen transfeksi disebut SuperFect TM terdiri dari diaktifkan dendrimers tersedia secara komersial. Dendrimers  aktif dapat membawa sejumlah besar bahan genetik dari virus.

SuperFect-DNA kompleks dicirikan oleh stabilitas tinggi dan menyediakan transportasi lebih efisien DNA ke inti dari liposom. Efisiensi tinggi transfeksi dendrimers mungkin tidak hanya karena bentuknya yang didefinisikan dengan baik tetapi juga dapat disebabkan oleh pK rendah dari amina (3,9 dan 6.9). PK rendah dendrimer untuk buffer perubahan pH kompartemen endosome.

PAMAM dendrimers difungsikan dengan cyclodextrin menunjukkan luciferase ekspresi gen sekitar 100 kali lebih tinggi. Perlu dicatat bahwa dendrimers fleksibilitas struktural yang tinggi dan sebagian dapat merusak generasi dendrimers (yaitu, hiper bercabang arsitektur) tampaknya lebih cocok untuk beberapa kegiatan pengiriman gen daripada generasi simetris Dendrimers.

11

Diagnostik

Kelat logam yang paramagnetik seperti Gd(III) – N, N’, N”, N “‘ – tetracarboxymethyl – 1,4,7,10-tetraazacy-clododecane (Gd(III)-DOTA), Gd (III) – diethylenetri – amina pentaacetic asam (Gd(III)-DTPA), dan turunannya digunakan sebagai agen kontras untuk magnetik resonance imaging (MRI) (14).

(Gd(III)-DTPA) konjugat (MagnevistR) (Schering AG) dan agen kontras MRI yang digunakan secara luas. Dalam pendekatan lain, konjugasi dari (Gd(III)-DOTA) untuk Poli (l-glutamat asam) (berat molekul 50 kDa) melalui disulfida biodegradable spacer cystamine dipelajari untuk menemukan aman dan efektif makromolekul MRI kontras agen.

Akibatnya, berbasis dendrimer Gd(III) chelates terdiri dari generasi 2 dan 6 PAMAM dendrimers dengan 12 dan 192 amina permukaan terminal conjugated asam-(4-isothiocyanatobenzyl)-6-ethyldiethylenetriamine-pentaacetic ligan 2 chelating melalui Thiourea hubungan yang disintesis.

Agen kontras ini dipamerkan gambar MRI yang sangat baik pembuluh darah setelah injeksi intravena. Ini polychelates dendrimer dieksploitasi untuk kualitas tinggi MR angiografi (MRA) gambar untuk 60 menit posting injeksi.

DNA dendrimers dibangun untuk  sebagai biosensors untuk cepat diagnosis genetik dan patogenesis. Antibodi monoklonal radiolabelled dengan aktivitas tertentu yang tinggi telah disiapkan oleh lampiran PAMAM dendrimers dimuat kompleks oksigen adalah strategi yang menawarkan potensi untuk mendiagnosa komplikasi dari diabetes dan penyakit pembuluh darah perifer, serta deteksi tumor dan  terapi pengobatan.

Katalis dendritik atau enzim

Kombinasi dari luas permukaan yang tinggi dan tinggi larutan membuat dendrimers berguna sebagai katalis Nanoscale menakjubkan. Dendrimers memiliki permukaan multifungsi dan semua katalitik selalu terkena menuju campuran reaksi. Mereka dapat pulih dari campuran reaksi dengan mudah. Inti dendritik dapat dimanfaatkan untuk membentuk mikro sitable untuk katalis atau membuat efek untuk fungsional kelompok inti dendritik pelindung.

Proses industri

Dendrimers dapat menggabungkan bahan-bahan larut, logam dan sebagai pengantar ke dalam pelarut dalam inti interior. Menghasilkan dendrimers  yang sangat larut dalam superkritis CO2 dan dapat digunakan untuk mengekstrak senyawa hidrofil dari air ke dalam cairan CO2.

12

Struktur dendrimers

Seperti yang dibahas sebelumnya, Dendrimers ada tapi seperti struktur bentuk bulat yang seperti bola. Pusat ini dibangun dari satu atom.  PAMMAM dendrimer dimulai dari sebuah atom Nitrogen. Atom nitrogen ini menyebar dan melampirkan atom karbon.

Setelah itu, karbon atom juga menambahkan molekul-molekul lain seperti Nitrogen dan cara lain yang ditambahkan  dan bentuk struktur bulat yang didefinisikan dengan baik. Dengan cara ini, Ilmuan  dendrimer dapat mensintesis dendrimer sesuai dengan kebutuhan mereka.

13

Sintesis dendrimers

Molekul Sintesis dendrimer dapat dilakukan oleh berbagai jenis reaksi kimia. Keuntungan dari jenis reaksi adalah bahwa dapat mengontrol parameter utama dari struktur dendrimer yaitu permukaan  kimia, ukuran, bentuk, topologi dan fleksibilitas. Reaksi kimia yang paling sering digunakan untuk sintesis dendrimers dapat diklasifikasikan dalam teknik-teknik tradisional dan modern. Salah satu contoh yang paling umum dari teknik tradisional adalah reaksi Michael atau sintesis eter Williamson.

14

Skematis dari sintesis dendrimers berbeda

Sintesis dendrimer memperluas seri luar yang berasal dari inti multifungsi. Langkah-langkah setiap reaksi kimia harus dilakukan tindakan pencegahan khusus untuk sintesis kotoran yang disintesis karena trailing generasi (beberapa cabang lebih pendek daripada yang lain). Semacam trailing generasi mungkin memiliki pengaruh besar pada simetri dendrimer. Dendrimers disintesis berbeda oleh metode ini adalah dendrimers polyamidoamines (PAMAMs).

Pertumbuhan Dendrimer

Pertumbuhan konvergen sama sekali berbeda dari metode yang berbeda mulai dari inti dari dendrimers dan berakhir pada permukaan dendrimers tetapi dalam metode sintesis dendrimer konvergen dimulai pada permukaan dendrimer dan bekerja dengan secara bertahap menghubungkan permukaan bersama-sama.

Keuntungan utama dari pertumbuhan konvergen sintesis adalah bahwa hanya dua simultan reaksi diperlukan untuk setiap langkah menambah generasi.  Metode pertumbuhan konvergen memiliki beberapa keunggulan:

15

1. Metode ini sangat efektif dan mudah untuk menghilangkan kotoran. Akibatnya, suatu akhir dendrimer dapat diambil sebagai bentuk murni dan monodisperse.

2. Dengan penempatan yang tepat dari kelompok-kelompok fungsional di pinggiran makromolekul dendrimer. Kelemahan utama dari jenis dendrimer adalah bahwa mereka tidak besar seperti yang disintesis dengan metode yang berbeda karena efek sterik sepanjang inti.

Guys, dengan apa yang telah kami beritahukan diatas mengenai Dendrimers dapat dijadikan sebagai sumber bacaan yang sangat bermanfaats serta berguna bagi banyak pembacanya. Demikian ini kami beritahukan dengan tujuan untuk menambah ilmu pengetahuan bagi banyak pembacanya. Selamat membaca.