Esnek aletler yaratmaktan daha iyi ilaçlara kadar, kristalleri bükme sanatı, teknolojiyi ve sağlığı yeniden şekillendiriyor ve Houston Üniversitesi’ndeki bir kristal uzmanı, bunun neredeyse bir sihir numarası gibi görünmesini sağlıyor.
Abraham E. Dukler Kimyasal Enerji Profesörü Jeffrey Rimer, kristallerin fiziksel güç olmadan nasıl büküleceğini ve büküleceğini gösterdi; dokunma, dürtükleme veya dürtükleme yok, ısı veya radyasyon yok, bunlar genellikle yeniden şekillendirmeyi sağlamak için gereken koşullar.
Bunun yerine, biyojen kristallerin bükülmesine ve bükülmesine neden olan tüm işi yapan, tautomer adı verilen bir molekül kullanıyor. Kristallerin dünyasında totomerler değişken karakterlerdir; atomlarını hareket ettirme yeteneğine sahip moleküllerdir.
Bir anda bir hidrojen atomu bir yerde olabilir, sonra başka bir yere atlayabilir, diğer atomlar ise etrafta dolaşabilir.
Bunun potansiyel öneme sahip olacağı farmasötik uygulamalardan biri, ilk 200 ilacın yaklaşık 30’unun totomer olduğu ilaç dağıtımıdır.
Rimer, dergide şöyle yazıyor: “Burada, dış kuvvetlerin uygulanması olmadan benzersiz bir doğal bükülme örneği sunuyoruz.” Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri.
Rimer’in çalışması UH’deki Welch İleri Biyoaktif Malzeme Kristalizasyonu Merkezi’nde gerçekleştirildi.
Rimer, “Bu, tautomerizmin, kristal yapıda kusurlara (örneğin ikizler, vida ve kenar çıkıkları) neden olan ve malzeme özellikleri üzerinde makroskobik etkilere yol açan bir büyüme düzenleyicisi olan küçük tautomer sayesinde kontrollü, doğal bükülme ve bükülmeyi nasıl tetiklediğini gösteren mekanik bir araştırmadır” dedi.
Kontrolün önemi
Moleküler kristallerin bükülmesi ve bükülmesi gibi olgular yoluyla malzeme esnekliğinin anlaşılması ve kullanılması, optoelektronik, yumuşak robotik, akıllı sensörler ve farmasötikler gibi bu özelliklerden yararlanan uygulamaların sayısı nedeniyle artan ilgi konusu olmuştur.
Rimer, “Eğilmenin, aktif farmasötik bileşenlerin dağıtımında farmakokinetiği etkileyebilecek çözünmeyi etkileyen fiziksel deformasyonlara yol açtığını gösterdik” dedi.
Çalışmada Rimer ekibi, eğrilik derecesinin, büyüme koşullarının akıllıca seçilmesine göre ayarlanabileceğini gösterdi. Bükülmenin kaynağını karakterize etmek için son teknoloji ürünü mikroskopi ve spektroskopi tekniklerinin bir kombinasyonu kullanıldı.
Rimer, “Bulgularımız, totomerik bir materyalin patolojik kristalleşmesi sırasında oluşan kusurların ve bu olgunun hem biyolojik hem de sentetik materyallerde gözlemlenen benzersiz bükülme, bükülme ve dendritik morfolojilere nasıl yol açabileceğinin daha iyi anlaşılmasını sağlıyor” dedi. “Bu davranışı seçici olarak kontrol etme yeteneği, kristal mühendisliği için geniş yollar açıyor.”
Rimer’in bu projedeki meslektaşları Houston Üniversitesi’nden WeiWei Tang; Tamin Yang, Stockholm Üniversitesi; ve Qing Tu, Teksas A&M Üniversitesi.
