Development of Chemical Platforms for Acoustically Controlled Molecular Delivery
声控分子传递化学平台的开发
基本信息
- 批准号:10714467
- 负责人:
- 金额:$ 42.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-07-01 至 2028-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AcousticsAddressAreaBiologicalBiologyChemicalsChemistryComplementCouplingDevelopmentFocused UltrasoundFoundationsGasesGrantHealthHumanLaboratoriesMasksMechanicsMedicineMolecularPhysiologicalPolymersProductivityReactionResearchStimulusStressStructure-Activity RelationshipSystemSystems DevelopmentTissuesTranslationsbioimagingbiomaterial compatibilitydesignfrontierfurfuryl alcoholinnovationmechanical forcenovelpressureprogramsremote controlsmall moleculesynergismtargeted deliverytheranosticstooltranslational applicationstranslational potential
项目摘要
Project Summary / Abstract
Research in the Robb group is focused on expanding the frontiers of the emergent field of polymer
mechanochemistry, where mechanical force is harnessed to selectively activate productive
chemical transformations in stress-sensitive molecules known as mechanophores. Our expertise
is in the molecular design and development of new mechanophores and reaction strategies,
enabling access to stimuli-responsive polymers that address challenges in a variety of areas
including stress sensing and mechanically triggered molecular release. Our research advances
the fundamental understanding of mechanochemical reactivity through the development of
structure–activity relationships and novel molecular design principles, providing a foundation for
creating innovative materials. Nevertheless, critical gaps remain that have limited the translation
of polymer mechanochemistry to applications in biology and medicine. In this proposal, we outline
a multifaceted approach for the development of systems that enable acoustically controlled
molecular delivery from mechanochemically active polymers using biocompatible focused
ultrasound, specifically targeting biological applications that have thus far remained out of reach.
In the five-year period of this MIRA grant, we will build on a powerful mechanophore platform
developed in our group for the mechanically triggered release of diverse small molecule payloads
that leverages the mechanochemical activation of masked 2-furylcarbinol derivatives. While
ultrasonication is routinely used in the laboratory for the mechanochemical activation of polymers,
the strong acoustic cavitation of dissolved gases at these acoustic pressures is highly destructive
to tissues, making it incompatible for most biological applications. Complementing our
development of novel chemistries, we propose to develop unprecedented systems for achieving
remote control of mechanochemical reactions using focused ultrasound under physiological
conditions with spatial and temporal precision. The unique synergy provided by novel materials
design and biocompatible acoustic activation strategies will realize the translational potential of
polymer mechanochemistry and establish mechanophores for triggered release as an untapped
biomedical tool. Our research will target the delivery of a wide range of payloads useful for
theranostics to bioimaging that demonstrate the power of this approach and pave the way toward
diverse applications in biology, medicine, and human health.
项目摘要 /摘要
ROBB组的研究重点是扩大聚合物新兴领域的边界
机械化学,利用机械力来选择性激活产品
应力敏感分子中的化学转化称为机械团。我们的专业知识
是在新机械载体和反应策略的分子设计和开发中,
使能够访问刺激反应性聚合物,以应对各个领域的挑战
包括应力敏感性和机械触发的分子释放。我们的研究进展
通过发展对机械化学反应性的基本理解
结构 - 活动关系和新颖的分子设计原理,为
创新材料。然而,仍然存在限制翻译的关键差距
聚合物机械化学在生物学和医学中的应用中。在此提案中,我们概述了
用于开发系统的多方面方法,可以准确控制
使用焦点聚焦从机械活性聚合物中分子递送
超声波,特异性针对迄今为止尚无法触及的生物学应用。
在此Mira赠款的五年中,我们将在强大的机械电池平台上建立
在我们的小组中开发,用于机械触发潜水员小分子有效载荷的释放
这利用了掩盖的2-富甲醇衍生物的机械化学激活。尽管
超声化通常用于实验室,用于聚合物的机械化学激活,
在这些声音压力下溶解的气体的强声气水是高度破坏性的
到组织,使其在大多数生物学应用中不兼容。补充我们
开发新型化学,我们建议开发前所未有的系统来实现
在生理下使用聚焦超声对机械化学反应的遥控器
具有空间和临时精度的条件。新型材料提供的独特协同作用
设计和生物相容性的声学激活策略将实现转化潜力
聚合物机械化学并建立用于触发释放的机械算术,作为未开发的
生物医学工具。我们的研究将针对提供广泛有效载荷的针对
疗法的生物成像,证明了这种方法的力量,并铺平了道路
生物学,医学和人类健康中的多种应用。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
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