Εκχύλισμα φύλλων ελιάς ενσωματώθηκε με επιτυχία σε βιοϊατρικά πολυμερικά νήματα

Περίληψη

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κάντιθ ενσωμάτωσαν με επιτυχία εκχύλισμα φύλλων ελιάς σε νημάτια PLLCL, ένα βιοδιασπώμενο συμπολυμερές που χρησιμοποιείται σε βιοϊατρικές εφαρμογές, για να δημιουργήσουν νημάτια με θεραπευτικές ιδιότητες για τη μηχανική μαλακών ιστών και την χορήγηση φαρμάκων. Η μελέτη υπογραμμίζει τις δυνατότητες της χρήσης εμποτισμού με υπερκρίσιμα υγρά για την ενίσχυση της βιοδιαθεσιμότητας βιοδραστικών ενώσεων από απόβλητα ελιάς, προσφέροντας μια βιώσιμη και αποτελεσματική μέθοδο για την χορήγηση αντιοξειδωτικών με πιθανές ιατρικές εφαρμογές.

Μια ομάδα ερευνητών από το Τμήμα Χημικής Μηχανικής και Τεχνολογίας Τροφίμων του Πανεπιστημίου του Κάντιθ στην Ισπανία, έχει... δημοσιευμένη έρευνα σχετικά με την ενσωμάτωση εκχύλισμα φύλλων ελιάς σε βιοϊατρικά πολυμερικά νημάτια.

Τα εν λόγω νήματα αποτελούνται από πολυ(L-γαλακτικό οξύ-κο-καπρολακτόνη) (PLCL), ένα βιοδιασπώμενο, μη τοξικό συμπολυμερές που χρησιμοποιείται σε βιοϊατρικές εφαρμογές. 

Το PLCl συνήθως αποικοδομείται μέσα στο ανθρώπινο σώμα για έως και τρία χρόνια, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν ελεγχόμενη απελευθέρωση ή τελική απορρόφηση στο σώμα. Τέτοιες εφαρμογές περιλαμβάνουν τη μηχανική μαλακών ιστών και τη συνεχή χορήγηση φαρμάκων.

Οι συγγραφείς επικαλούνται την αυξανόμενη αναγνώριση της ανάγκης να βρεθούν νέοι τρόποι αξιοποίησης των αγροδιατροφικών αποβλήτων ως μέρος μιας μετάβασης προς ένα βιώσιμο βιοοικονομικό μοντέλο. 

Τα προϊόντα αποβλήτων ελιάς αποτελούν το επίκεντρο σημαντικού όγκου έρευνας σε αυτό το θέμα, ιδίως στην Ισπανία. 

Είναι πλούσια σε πολυάριθμες βιοδραστικές ενώσεις, όπως oleuropein, υδροξυτυροσόλη και φαινολικά οξέα, τα οποία έχουν επιδείξει θεραπευτικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένων αντιιικών, αντιμικροβιακών, αντιφλεγμονωδών και αντιοξειδωτικών δράσεων.

Αυτές οι ιδιότητες είναι επίσης κεντρικές στο σκεπτικό της ομάδας. Τα αντιοξειδωτικά, ειδικότερα, είναι γνωστό ότι έχουν σημαντικό δυναμικό στη θεραπεία ασθενειών παγκόσμιας σημασίας, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων, νευροεκφυλιστικό ασθένειες, και καρδιαγγειακές παθήσεις. 

Τα ευεργετικά τους αποτελέσματα εξαρτώνται κυρίως από τη βιοπροσβασιμότητα και τη βιοδιαθεσιμότητά τους, ωστόσο, η διατήρηση θεραπευτικών συγκεντρώσεων δεν είναι πάντα εφικτή με τις συμβατικές μεθόδους χορήγησης, καθιστώντας το PLLCL έναν πρωταρχικό υποψήφιο.

Μετά την επιτυχή παρασκευή εκχυλίσματος φύλλων ελιάς, διεξήχθη μια σειρά από δοκιμασίες και άλλες δοκιμές για να επιβεβαιωθεί η αντιοξειδωτική του ικανότητα και η αντιφλεγμονώδης δράση του σε επαρκώς υψηλά επίπεδα για πιθανές ιατρικές εφαρμογές. 

Επιπλέον, κλειδί φαινολικές ενώσεις, όπως η ολεουροπεΐνη, η υδροξυτυροσόλη και η λουτεολίνη-7-γλυκοζίτης, ανιχνεύθηκαν σε κατάλληλες συγκεντρώσεις.

Στη συνέχεια, επιχειρήθηκε η ενσωμάτωση εκχυλίσματος φύλλων ελιάς σε νημάτια PLLCL χρησιμοποιώντας υπερκρίσιμο εμποτισμό, μια τεχνική που έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε άλλα πολυμερή, όπως το PETG και το PLGA. 

Η διαδικασία βασίζεται στις ιδιότητες των υπερκρίσιμων ρευστών, οι οποίες βρίσκονται μεταξύ εκείνων των υγρών και των αερίων.

Ο εμποτισμός με υπερκρίσιμο υγρό προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους. Αυτά περιλαμβάνουν την ουσιαστική έλλειψη επιφανειακής τάσης, την εξαιρετικά αποτελεσματική χορήγηση, την ταχεία διάχυση στον φορέα, την ικανότητα ελέγχου της φόρτωσης του φαρμάκου και την εξάλειψη των υπολειμμάτων οργανικού διαλύτη. Το τελευταίο από αυτά είναι ιδιαίτερα σημαντικό στο πλαίσιο της βιώσιμης παραγωγής.

Οι παραδοσιακοί οργανικοί διαλύτες, όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται εκτενώς στη φαρμακευτική βιομηχανία, ενέχουν σημαντικούς οικολογικούς και υγειονομικούς κινδύνους λόγω της πτητικότητας, της τοξικότητας και της παραμονής τους στο περιβάλλον. 

Αντίθετα, το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα, ο διαλύτης που χρησιμοποιείται σε αυτήν τη διαδικασία, είναι χημικά αδρανές, μη τοξικό και μη εύφλεκτο. Η εξαγωγή διοξειδίου του άνθρακα θεωρείται επίσης βιώσιμη λόγω των συστημάτων κλειστού βρόχου που διαθέτει και της ικανότητας δέσμευσης και επαναχρησιμοποίησης του διοξειδίου του άνθρακα, ελαχιστοποιώντας τα απόβλητα και την κατανάλωση ενέργειας.

Υποβάλλοντας το πολυμερές σε ένα υπερκρίσιμο ρευστό περιβάλλον υπό προσεκτικά ελεγχόμενες συνθήκες, τα μόρια εκχυλίσματος φύλλων ελιάς οδηγήθηκαν με επιτυχία στην πολυμερική μήτρα. 

Οι ερευνητές προσάρμοσαν μεταβλητές όπως η θερμοκρασία, η πίεση, η αναλογία συνδιαλύτη και ο χρόνος εμποτισμού μέχρι οι συνθήκες να βελτιστοποιηθούν επαρκώς για να αποδώσουν νημάτια με ομοιόμορφα κατανεμημένες δραστικές ενώσεις που διατήρησαν τη βιολογική δράση του εκχυλίσματος. 

Επιπλέον, η ανάλυση των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού αποκάλυψε ότι τα εμποτισμένα νήματα διατήρησαν επαρκή αντοχή και ευκαμψία για βιοϊατρική χρήση.

Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι τα ευρήματά τους επιβεβαιώνουν την καταλληλότητα των νημάτων PLLCL εμποτισμένων με εκχύλισμα φύλλων ελιάς για μια σειρά πιθανών βιοϊατρικών εφαρμογών, προσφέροντας βελτιωμένη βιοσυμβατότητα, μειωμένες φλεγμονώδεις αποκρίσεις και βελτιωμένη συνολική απόδοση λόγω της παρατεταμένης απελευθέρωσης φυσικών αντιοξειδωτικών.

Σημειώνουν, ωστόσο, ότι εξακολουθούν να υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις και ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα, ιδίως in vitro και ίη νίνο σπουδές.

• Ανατολίτικο Περιοδικό Χημείας
• μόρια