In de VS is een elastische supramoleculaire gel bedacht die stabiel is in maagzuur maar vanzelf oplost in de darmen. Ideaal voor zowel maagballons als medicijnafgifte, vertelde MIT-postdoc Shiyi Zhang tijdens het herfstcongres van de American Chemical Society in Boston.

Die pH-afhankelijkheid moet daarbij voorkomen dat de darmen verstopt raken wanneer zo’n maagimplantaat per ongeluk van zijn plaats raakt.

In Nature Materials legden Zhang en zijn begeleiders Bob Langer en Giovanni Traverso onlangs uit hoe het chemisch in elkaar zit. De gel bestaat uit twee polymeren: polyacryloyl 6-aminohexaanzuur (PA6ACA, in eigen huis gesynthetiseerd) en een copolymeer van methacrylzuur en ethylacrylaat (Eudragit L 100-55, een product van Evonik).

De vrij lange, flexibele hexaanzuur-zijketens dienen daarbij als een soort ankers. De carboxylgroep aan het eind kan waterstofbruggen vormen met een andere carboxylgroep naar keuze, dus van hexaanzuur of van methacrylzuur, maar ook met een van de amides in een andere PA6ACA-keten. Als je beide ingrediënten oplost in een zuur, vormen ze zo vanzelf een ingewikkeld netwerk dat zich gedraagt als een soort rubber.

Maar verhoog je daarna de pH, dan raken die carboxylgroepen meteen hun H⁺ kwijt en valt het netwerk uit elkaar.

De auteurs hebben een paar prototypes gemaakt uit mengsels van deze gel en polycaprolacton. De grondvorm maakten ze in harde kunststof met een 3D-printer. Daar maakten ze een negatief van uit PDMS-siliconenrubber, dat ze eerst vulden met stukjes gel en vervolgens aanvulden met gesmolten polycaprolacton. Na stolling hielden ze een flexibele ring over. Het idee is dat je zo’n ring opvouwt zodat hij met een endoscoop door de slokdarm kan worden geduwd; in de maag klapt hij uit en kan dan niet verder.

Inderdaad blijft deze kunststof in maagzuur helemaal heel, en zwelt ze nauwelijks op in typische dieetcomponenten zoals plantaardige olie en ethanol. Maar verhoog je de pH, dan valt de gel uiteen en houd je kleine, onschadelijke stukjes polycaprolacton over.

De onderzoekers hebben er ook al een paar uitgeprobeerd in Yorkshire-varkens. Naast ringen gebruikten ze daarbij ook afgietsels in de vorm van de letters M, I en T. Röntgenfoto’s suggereren dat ze een dag of vijf goed bleven en toen in de maag begonnen op te breken. De varkens hielden er inderdaad geen verstopping aan over.

bron: American Chemical Society