In Eindhoven is een strategie bedacht om het oppervlak van supramoleculaire coatings achteraf te voorzien van functionele groepen. Zelfs in vivo zou het zonder bezwaar moeten kunnen. Dat biedt perspectieven voor de regeneratieve geneeskunde, schrijven Patricia Dankers en collega’s in het tijdschrift Advanced Materials.

Samen met de Maastrichtse massaspectroscopist Ron Heeren hebben ze tevens een methode ontwikkeld om het resultaat te karakteriseren met ToF-SIMS. Zo kun je checken of de modificatie is gelukt en of ze inderdaad op het oppervlak zit, en niet in de bulk van het materiaal.

De supramoleculaire coating beschreven ze al eerder. Hij bestaat uit ketenmoleculen met een 2-ureido-4-pyrimidinonmotief aan beide uiteinden. Zulke groepen kunnen zichzelf stapelen tot dikke slierten, bij elkaar gehouden door waterstofbruggen. De middelste delen van de ketens hangen er als franje omheen. Samen blijken die slierten een materiaal te vormen dat zich gedraagt als een thermoplastisch elastomeer, dus een rubber die bij hoge temperatuur vloeibaar wordt.

Aan die slierten kun je eenvoudig functionaliteit toevoegen in de vorm van ketens met één 2-ureido-4-pyrimidinonkop en een actieve groep aan het andere uiteinde. Maar zo komt die functionaliteit overal door het elastomeer heen te zitten en beïnvloedt ze de materiaaleigenschappen, terwijl je er alleen op het oppervlak iets aan hebt.

Dankers’ idee is nu om alleen aanhechtingspunten voor die actieve groepen te verwerken in het elastomeer. De groepen zelf klik je er pas achteraf aan. Kies je daarbij voor een ‘bio-orthogonale’ vorm van klikchemie, die de menselijke biochemie op geen enkele manier in de weg zit, dan kun je ook denken aan toepassingen in het menselijk lichaam. Je zou bijvoorbeeld het elastomeer permanent kunnen installeren in het te genezen weefsel, om er daarna telkens nieuwe geneesmiddelen aan te hangen.

Voor zover bekend is een inverse electron demand Diels-Alder-cycloadditie de snelste bio-orthogonale klikreactie. Als aanhechtingspunt dient een tetrazine, dat koppelt aan een trans-cycloöcteen aan de actieve toevoeging. Er zit hangt tevens een CF₃-groep aan, puur omdat je de aanhechtingspunten zo gemakkelijk kunt traceren.

De toevoeging kan uiteraard van alles zijn. Dankers begon met een joodhoudende verbinding, ook weer vanwege de traceerbaarheid, maar heeft ook al complete eiwitten aan het oppervlak geklikt.

bron: TU/e