डेनड्रीमर: Difference between revisions
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{{Short description|Highly ordered, branched polymeric molecule}} | {{Short description|Highly ordered, branched polymeric molecule}} | ||
[[Image:graphs.jpg|thumb| | [[Image:graphs.jpg|thumb|डेनड्रीमर एवं डेंड्रॉन]]डेनड्रीमर्स अत्यधिक क्रमबद्ध, [[ब्रांचिंग (बहुलक रसायन)]] अणु हैं।<ref>{{cite journal | vauthors = Astruc D, Boisselier E, Ornelas C | title = Dendrimers designed for functions: from physical, photophysical, and supramolecular properties to applications in sensing, catalysis, molecular electronics, photonics, and nanomedicine | journal = Chemical Reviews | volume = 110 | issue = 4 | pages = 1857–959 | date = April 2010 | pmid = 20356105 | doi = 10.1021/cr900327d}}</ref><ref>Vögtle, Fritz / Richardt, Gabriele / Werner, Nicole ''Dendrimer Chemistry Concepts, Syntheses, Properties, Applications'' 2009 {{ISBN|3-527-32066-0}}</ref> '''डेनड्रीम'''र के समानार्थक शब्दों में आर्बोरोल्स और कैस्केड अणु सम्मिलित हैं। सामान्यतः, डेनड्रीमर्स कोर के विषय में सममित होते हैं, और प्रायः गोलाकार त्रि-आयामी आकृति विज्ञान को स्वीकार करते हैं। डेंड्रॉन शब्द भी प्रायः पाया जाता है। डेंड्रॉन में सामान्यतः रासायनिक ज्ञात योग्य समूह होता है जिसे फोकल पॉइंट या कोर कहा जाता है। डेंड्रोन और डेनड्रीमर्स के मध्य के अंतर को शीर्ष आकृति में प्रदर्शित किया गया है, परन्तु सामान्यतः शब्दों का परस्पर विनिमय किया जाता है।<ref name=review>{{cite journal | vauthors = Nanjwade BK, Bechra HM, Derkar GK, Manvi FV, Nanjwade VK | title = Dendrimers: emerging polymers for drug-delivery systems | journal = European Journal of Pharmaceutical Sciences | volume = 38 | issue = 3 | pages = 185–96 | date = October 2009 | pmid = 19646528 | doi = 10.1016/j.ejps.2009.07.008}}</ref> | ||
{{Quote box | {{Quote box | ||
| title = [[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] definition | | title = [[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] definition | ||
| quote = '' | | quote = ''डेंड्रिमर''' | ||
समान डेंड्रिमर अणुओं से बना पदार्थ है। | |||
''' | '''डेंड्रीमर अणु''' | ||
एकल संवैधानिक इकाई से निकलने वाले डेंड्रोन से युक्त अणु है। | |||
'''डेंड्रोन''' | |||
केवल मुक्त वैलेंस वाले अणु का भाग, जिसमें विशेष रूप से डेंड्राइटिक और टर्मिनल संवैधानिक दोहराव वाली इकाइयाँ शामिल हैं और जिसमें फ्री वैलेंस से किसी भी अंत-समूह तक प्रत्येक पथ में समान संख्या में संवैधानिक दोहराई जाने वाली इकाइयाँ सम्मिलित हैं। | |||
नोट 1: संवैधानिक दोहराई जाने वाली इकाइयों की प्रकृति का निर्धारण करने के उद्देश्य से फ्री वैलेंस को सीआरयू के कनेक्शन के रूप में माना जाता है। | |||
नोट 2: डेंड्रिमर अणु जिसमें केवल डेंड्रॉन होता है, उसे कभी-कभी डेंड्रोन, मोनोडेन्ड्रॉन या फंक्टी के रूप में जाना जाता है। | |||
नोट 3: डेंड्रोन में, संवैधानिक इकाइयों के मैक्रोसायकल अनुपस्थित हैं । | |||
<ref>{{Cite journal|last1=Fradet|first1=Alain|last2=Chen|first2=Jiazhong|last3=Hellwich|first3=Karl-Heinz|last4=Horie|first4=Kazuyuki|last5=Kahovec|first5=Jaroslav|last6=Mormann|first6=Werner|last7=Stepto|first7=Robert F. T.|last8=Vohlídal|first8=Jiří|last9=Wilks|first9=Edward S.|date=2019-03-26|title=Nomenclature and terminology for dendrimers with regular dendrons and for hyperbranched polymers (IUPAC Recommendations 2017)|url=https://www.degruyter.com/view/journals/pac/91/3/article-p523.xml|journal=Pure and Applied Chemistry|language=en|volume=91|issue=3|pages=523–561|doi=10.1515/pac-2016-1217|issn=0033-4545|doi-access=free}}</ref> | |||
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[[Image:Dendrimer ChemEurJ 2002 3858.jpg|thumb|मुलेन एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई | [[Image:Dendrimer ChemEurJ 2002 3858.jpg|thumb|मुलेन एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई प्रथम पीढ़ी के पॉलीफेनिलीन डेनड्रीमर की क्रिस्टल संरचना<ref> | ||
{{cite journal | doi = 10.1002/1521-3765(20020902)8:17<3858::AID-CHEM3858>3.0.CO;2-5 | title = Single-Crystal Structures of Polyphenylene Dendrimers | year = 2002 | journal = [[Chemistry: A European Journal]] | volume = 8 | pages = 3858–3864 | issue = 17}}</ref>]] | {{cite journal | doi = 10.1002/1521-3765(20020902)8:17<3858::AID-CHEM3858>3.0.CO;2-5 | title = Single-Crystal Structures of Polyphenylene Dendrimers | year = 2002 | journal = [[Chemistry: A European Journal]] | volume = 8 | pages = 3858–3864 | issue = 17}}</ref>]] | ||
[[File:Cyanostar STM.png|thumb| | [[File:Cyanostar STM.png|thumb|प्रथम पीढ़ी का सायनोस्टार डेंड्रीमर एवं इसकी [[स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी]] छवि<ref>{{cite journal | vauthors = Hirsch BE, Lee S, Qiao B, Chen CH, McDonald KP, Tait SL, Flood AH | title = Anion-induced dimerization of 5-fold symmetric cyanostars in 3D crystalline solids and 2D self-assembled crystals | journal = Chemical Communications | volume = 50 | issue = 69 | pages = 9827–30 | date = September 2014 | pmid = 25080328 | doi = 10.1039/C4CC03725A | url = https://zenodo.org/record/889879}}</ref>]]1978 में फ्रिट्ज़ वोगल द्वारा विभिन्न विधियों द्वारा प्रथम डेनड्रीमर्स बनाया गया था,<ref>{{cite journal | title = आणविक गुहा टोपोलॉजी के "कैस्केड" - और "नॉनस्किड-चेन-लाइक" संश्लेषण| journal = [[Synthesis (journal)|Synthesis]] | year = 1978 | pages = 155–158 | doi = 10.1055/s-1978-24702 | volume = 1978 | issue = 2| vauthors = Buhleier E, Wehner W, Vogtle F}}</ref> आर.जी. 1981 में [[सहयोगी निगम]] में डेन्केवाल्टर,<ref>{{US Patent|4289872}} Denkewalter, Robert G., Kolc, Jaroslav, Lukasavage, William J.</ref><ref>Denkewalter, Robert G. et al. (1981) "Macromolecular highly branched homogeneous compound" {{US Patent|4,410,688}}</ref> 1983 में [[डॉव केमिकल]] में [[ डोनाल्ड तमालिया ]]<ref>Tomalia, Donald A. and Dewald, James R. (1983) "Dense star polymers having core, core branches, terminal groups" {{US Patent|4507466}}</ref> एवं 1985 में,<ref>{{cite journal | title = A New Class of Polymers: Starburst-Dendritic Macromolecules | journal = Polymer Journal | volume = 17 | year = 1985 | doi = 10.1295/polymj.17.117 | pages = 117–132| vauthors = Tomalia DA, Baker H, Dewald J, Hall M, Kallos G, Martin S, Roeck J, Ryder J, Smith P | doi-access = free}}</ref><ref>{{cite news| url=http://www.thefreelibrary.com/Treelike+molecules+branch+out.-a017817461 | work=Science News | title=Treelike molecules branch out – chemist Donald A. Tomalia synthesized first dendrimer molecule – Chemistry – Brief Article | year=1996}}</ref> जॉर्ज आर. न्यूकोम द्वारा बनाया गया था।<ref name=newkome>{{cite journal | title = Micelles. Part 1. Cascade molecules: a new approach to micelles. A [27]-arborol | journal = [[J. Org. Chem.]] | doi = 10.1021/jo00211a052 | year = 1985 | volume = 50 | pages = 2003–2004 | issue = 11| vauthors = Newkome GR, Yao Z, Baker GR, Gupta VK}}</ref> 1990 में [[क्रेग हॉकर]] एवं जीन फ्रेचेट द्वारा अभिसरण विधियों का प्रारम्भ किया गया था।<ref>{{cite journal | title = नियंत्रित आणविक संरचना के साथ पॉलिमर तैयार करना। डेन्ड्रिटिक मैक्रोमोलेक्यूल्स के लिए एक नया अभिसरण दृष्टिकोण| vauthors = Hawker CJ, Fréchet JM | journal = [[J. Am. Chem. Soc.]] | doi = 10.1021/ja00177a027 | year = 1990 | volume = 112 | pages = 7638–7647 | issue = 21}}</ref> डेनड्रीमर्स की लोकप्रियता अधिक बढ़ गई, जिसके परिणामस्वरूप वर्ष 2005 तक 5,000 से अधिक वैज्ञानिक दस्तावेज एवं पेटेंट हो गए है। | ||
== गुण == | == गुण == | ||
वृक्ष के समान अणुओं संरचनात्मक पूर्णता की विशेषता है। | वृक्ष के समान अणुओं संरचनात्मक पूर्णता की विशेषता है। डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन [[ monodisperse | मोनोडिसपर्स]] हैं एवं सामान्यतः अत्यधिक [[सममित]], गोलाकार यौगिक होते हैं। वृक्ष के समान अणुओं के क्षेत्र को कम आणविक भार एवं उच्च आणविक भार प्रजातियों में विभाजित किया जा सकता है। प्रथम श्रेणी में डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन सम्मिलित हैं, एवं उसके पश्चात [[डेंड्रोनाइज़्ड पॉलिमर]], हाइपरब्रांक्ड पॉलिमर एवं [[पॉलिमर ब्रश]] सम्मिलित हैं। | ||
[[वैन डेर वाल्स सतह]] पर [[कार्यात्मक समूह|कार्यात्मक | [[वैन डेर वाल्स सतह]] पर [[कार्यात्मक समूह|कार्यात्मक समूहों]] द्वारा डेनड्रीमर्स के गुणों का प्रभुत्व है, चूँकि, आंतरिक कार्यक्षमता वाले डेनड्रीमर्स के उदाहरण हैं।<ref>{{cite journal | vauthors = Antoni P, Hed Y, Nordberg A, Nyström D, von Holst H, Hult A, Malkoch M | title = Bifunctional dendrimers: from robust synthesis and accelerated one-pot postfunctionalization strategy to potential applications | journal = Angewandte Chemie | volume = 48 | issue = 12 | pages = 2126–30 | year = 2009 | pmid = 19117006 | doi = 10.1002/anie.200804987 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = McElhanon JR, McGrath DV | title = चिराल पॉलीहाइड्रॉक्सिलेटेड डेंड्रिमर्स की ओर। तैयारी और chiroptical गुण| journal = The Journal of Organic Chemistry | volume = 65 | issue = 11 | pages = 3525–9 | date = June 2000 | pmid = 10843641 | doi = 10.1021/jo000207a }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Liang CO, Fréchet JM | year = 2005 | title = ओलेफ़िन मेटाथिसिस के माध्यम से एक आंतरिक रूप से कार्यात्मक डेंड्रिमर में कार्यात्मक अतिथि अणुओं का समावेश| journal = [[Macromolecules (journal)|Macromolecules]] | volume = 38 | issue = 15| pages = 6276–6284 | doi = 10.1021/ma050818a | bibcode = 2005MaMol..38.6276L }}</ref> कार्यात्मक अणुओं के डेंड्राइटिक आण्विक कैप्सूलीकरण सक्रिय साइट के भिन्न-भिन्न के लिए अनुमति देता है, संरचना जो बायोमटेरियल्स में सक्रिय साइटों की नकल करती है।<ref>{{cite journal | vauthors = Hecht S, Fréchet JM | title = Dendritic Encapsulation of Function: Applying Nature's Site Isolation Principle from Biomimetics to Materials Science | journal = Angewandte Chemie | volume = 40 | issue = 1 | pages = 74–91 | date = January 2001 | pmid = 11169692 | doi = 10.1002/1521-3773(20010105)40:1<74::AID-ANIE74>3.0.CO;2-C }}</ref><ref>{{cite book| vauthors = Frechet J, Tomalia DA |title=डेंड्रिमर्स और अन्य डेन्ड्रिटिक पॉलिमर|publisher=John Wiley & Sons|location=New York, NY|date=March 2002|isbn=978-0-471-63850-6}}</ref><ref>{{cite journal | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed.]] | year = 1999 | volume = 38 | pages = 884–905 | doi = 10.1002/(SICI)1521-3773(19990401)38:7<884::AID-ANIE884>3.0.CO;2-K | title = Dendrimers: From Design to Application—A Progress Report | issue = 7| vauthors = Fischer M, Vögtle F }}</ref> साथ ही, आवेशित प्रजातियों या अन्य [[हाइड्रोफिलिक]] समूहों के साथ उनके बाहरी आवरण को क्रियाशील करके, अधिकांश [[पॉलिमर]] के विपरीत, डेनड्रीमर्स को पानी में घुलनशील बनाना संभव है। डेनड्रीमर्स के अन्य नियंत्रित गुणों में [[विषाक्तता]], क्रिस्टलीयता, टेक्टो-डेनड्रीमर गठन, एवं चिरलिटी (रसायन विज्ञान) सम्मिलित हैं।<ref name=review /> | ||
डेनड्रीमर्स को पीढ़ी द्वारा भी वर्गीकृत किया जाता है, जो इसके संश्लेषण के समय बार-बार शाखाओं में बंटने वाले चक्रों की संख्या को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, यदि अभिसरण संश्लेषण द्वारा डेनड्रीमर बनाया जाता है, एवं शाखाओं की प्रतिक्रिया तीन बार कोर अणु पर की जाती है, तो परिणामी डेंड्रीमर को तीसरी पीढ़ी का डेनड्रीमर माना जाता है। प्रत्येक क्रमिक पीढ़ी के परिणामस्वरूप पिछली पीढ़ी के आणविक भार का लगभग दोगुना आणविक भार होता है। उच्च पीढ़ी के डेंड्रीमर्स में सतह पर अधिक उजागर कार्यात्मक समूह भी होते हैं, जिन्हें पश्चात में किसी दिए गए एप्लिकेशन के लिए डेनड्रीमर को अनुकूलित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।<ref name=holister>{{cite web|url=http://www.sps.aero/Key_ComSpace_Articles/TSA-001_Dendrimers_White%20Paper.pdf |title=Dendrimers: Technology White Papers | vauthors = Holister P, Vas CR, Harper T |date=October 2003 |publisher=Cientifica |access-date=17 March 2010 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110706065720/http://www.sps.aero/Key_ComSpace_Articles/TSA-001_Dendrimers_White%20Paper.pdf |archive-date=6 July 2011 }}</ref> | |||
== संश्लेषण == | == संश्लेषण == | ||
दूसरी पीढ़ी के आर्बोरोल का संश्लेषण पूर्व डेंड्रीमर्स में से न्यूकोम डेनड्रीमर को 1985 में संश्लेषित किया गया था। इस[[ मैक्रो मोलेक्यूल | मैक्रो मोलेक्यूल]] को सामान्यतः आर्बोरोल नाम से भी जाना जाता है। यह आंकड़ा भिन्न मार्ग के माध्यम से आर्बोरोल की प्रथम दो पीढ़ियों के तंत्र को रेखांकित करता है। [[डाइमिथाइलफोर्माइड]] एवं [[बेंजीन]] में ट्राइथाइल सोडियोमेथेनेट्रिकारबॉक्साइलेट द्वारा 1-ब्रोमोपेंटेन के [[न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन]] द्वारा संश्लेषण प्रारंभ किया गया है। [[एस्टर]] समूह तब [[सुरक्षात्मक समूह]] चरण में [[लिथियम एल्यूमीनियम हाइड्राइड]] द्वारा अल्कोहल (रसायन विज्ञान) में कार्बनिक कमी थे। अल्कोहल समूहों को [[टॉसिल क्लोराइड]] एवं [[पिरिडीन]] के साथ टॉसिलेट समूहों में परिवर्तित करके श्रृंखला के सिरों की सक्रियता प्राप्त की गई है। टॉसिल समूह ने तब ट्राईकार्बोक्सिलेट के साथ अन्य प्रतिक्रिया में समूहों को छोड़ने के रूप में कार्य किया, जिससे पीढ़ी दो का निर्माण हुआ है। आगे दो चरणों की पुनरावृत्ति आर्बोरोल की उच्च पीढ़ी की ओर ले जाती है।<ref name=newkome /> | |||
पॉली (एमिडोएमाइन), या पैम, सबसे प्रसिद्ध | पॉली (एमिडोएमाइन), या पैम, सबसे प्रसिद्ध डेनड्रीमर है। पीएएमएएम का कोर डायमाइन (सामान्यतः [[एथिलीनडायमाइन]]) है, जिसे [[मिथाइल एक्रिलाट]] के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, एवं फिर पीढ़ी-0 (G-0) पीएएमएएम बनाने के लिए एथिलीनडायमाइन होता है। निरंतर प्रतिक्रियाएं उच्च पीढ़ी बनाती हैं, जिनमें भिन्न-भिन्न गुण होते हैं। निचली पीढ़ियों को बिना प्रशंसनीय आंतरिक क्षेत्रों वाले लचीले अणुओं के रूप में माना जा सकता है, मध्यम आकार (G-3 या G-4) में आंतरिक स्थान होता है जो अनिवार्य रूप से डेनड्रीमर के बाहरी आवरण से भिन्न होता है। अधिक बड़े (जी-7 एवं अधिक) डेनड्रीमर्स को उनके बाहरी खोल की संरचना के कारण अधिक घने सतहों वाले ठोस कणों के जैसे माना जा सकता है। पीएएमएएम डेनड्रीमर्स की सतह पर कार्यात्मक समूह [[ रसायन विज्ञान पर क्लिक करें | रसायन विज्ञान पर क्लिक करने]] के लिए आदर्श है, जो कई संभावित अनुप्रयोगों को उत्पन करती है।<ref name=bioconj /> | ||
डेनड्रीमर्स के तीन प्रमुख भाग माने जा सकते हैं कोर, आंतरिक शेल एवं बाहरी शेल हैं। आदर्श रूप से, विशेष अनुप्रयोगों के लिए घुलनशीलता, थर्मल स्थिरता एवं यौगिकों के परस्पर जैसे गुणों को नियंत्रित करने के लिए इनमें से प्रत्येक भाग में भिन्न-भिन्न कार्यक्षमता रखने के लिए डेनड्रीमर को संश्लेषित किया जा सकता है। सिंथेटिक प्रक्रियाएं भी डेंड्रीमर पर शाखाओं के आकार एवं संख्या को उचित से नियंत्रित कर सकती हैं। डेंड्रीमर सिंथेसिस, [[भिन्न संश्लेषण]] एवं [[ अभिसरण संश्लेषण |अभिसरण संश्लेषण]] की दो परिभाषित विधियाँ हैं। चूँकि, क्योंकि वास्तविक प्रतिक्रियाओं में [[सक्रिय साइट]] की सुरक्षा के लिए आवश्यक कई चरण होते हैं, किसी भी विधि का उपयोग करके डेनड्रीमर्स को संश्लेषित करना जटिल होता है। इससे डेनड्रीमर्स को बनाना एवं खरीदना अधिक मूल्यवान हो जाता है। इस समय, कुछ ही कंपनियां हैं जो डेनड्रीमर्स बेचती हैं; [[पॉलिमर फैक्ट्री स्वीडन एबी]]<ref>Polymer Factory AB, Stockholm, Sweden.[http://www.PolymerFactory.com Polymer Factory]</ref> बायोकंपैटिबल बीआईएस-एमपीए डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रिटेक का व्यावसायीकरण करता है<ref>Dendritech Inc., from Midland, Michigan, USA.[http://www.dendritech.com Dendritech].</ref> पमम डेनड्रीमर्स का किलोग्राम-स्केल उत्पादक है। नैनोसिंथंस, एलएलसी<ref>[http://www.Nanosynthons.com Home]. NanoSynthons. Retrieved on 2015-09-29.</ref> माउंट प्लीजेंट, मिशिगन, यूएसए से पामम डेनड्रीमर्स एवं अन्य डेनड्रीमर्स का उत्पादन होता है। | |||
=== भिन्न-भिन्न | === भिन्न-भिन्न उपाय === | ||
डेनड्रीमर्स के डायवर्जेंट सिंथेसिस का योजनाबद्ध डेनड्रीमर को बहुक्रियाशील कोर से इकट्ठा किया जाता है, जो प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला द्वारा बाहर की ओर बढ़ाया जाता है, सामान्यतः [[माइकल प्रतिक्रिया]] है। डेनड्रीमर में त्रुटियों को रोकने के लिए प्रतिक्रिया के प्रत्येक चरण को पूर्ण करने के लिए प्रेरित किया जाना चाहिए, जिससे अनुगामी पीढ़ियां हो सकती हैं (कुछ शाखाएं दूसरों की उपेक्षा में छोटी हैं)। अशुद्धियाँ डेनड्रीमर की कार्यक्षमता एवं समरूपता को प्रभावित कर सकती हैं, परन्तु इसे शुद्ध करना अधिक जटिल होता है क्योंकि उचित एवं अपूर्ण डेनड्रीमर के मध्य सापेक्ष आकार का अंतर अधिक छोटा होता है।<ref name=holister /> | |||
=== अभिसारी | === अभिसारी उपाय === | ||
डेनड्रीमर्स के अभिसरण संश्लेषण की योजनाबद्ध डेनड्रीमर्स छोटे अणुओं से निर्मित होते हैं जो गोले की सतह पर समाप्त होते हैं, एवं प्रतिक्रियाएं अंदर की ओर बढ़ती हैं एवं अंततः कोर से जुड़ी होती हैं। इस विधि से मार्ग में आने वाली अशुद्धियों एवं छोटी शाखाओं को निकालना अधिक सरल हो जाता है, जिससे अंतिम डेनड्रीमर अधिक मोनोडिस्पर्स जाता है। चूँकि, इस प्रकार से बने डेनड्रीमर्स उतने बड़े नहीं होते हैं जितने भिन्न-भिन्न उपाय से बनाए जाते हैं क्योंकि कोर के साथ [[स्टेरिक प्रभाव]] के कारण भीड़ सीमित होती है।<ref name=holister /> | |||
[[Image:Dendrimer DA Mullen 1996.svg|thumb|डेनड्रीमर [[डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया]] है।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/anie.199706311|title=Polyphenylene Dendrimers: From Three-Dimensional to Two-Dimensional Structures|journal=Angewandte Chemie International Edition in English|volume=36|issue=6|pages=631–634|year=1997|last1=Morgenroth|first1=Frank|last2=Reuther|first2=Erik|last3=Müllen|first3=Klaus | name-list-style = vanc }}</ref>]]डेनड्रीमर्स क्लिक केमिस्ट्री के माध्यम से निर्माण किए गए हैं, डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाओं को नियोजित करते हुए,<ref>{{cite journal | vauthors = Franc G, Kakkar AK | title = डेन्ड्रिटिक मैक्रोमोलेक्यूल्स को डिजाइन करने में डायल्स-एल्डर "क्लिक" रसायन| journal = Chemistry | volume = 15 | issue = 23 | pages = 5630–9 | date = June 2009 | pmid = 19418515 | doi = 10.1002/chem.200900252 }}</ref> थिओल-ईन एवं [[थिओल-येन प्रतिक्रिया]] <ref>{{cite journal | vauthors = Killops KL, Campos LM, Hawker CJ | title = थिओल-एनी "क्लिक" रसायन शास्त्र के माध्यम से डेंड्रिमर्स का मजबूत, कुशल और ऑर्थोगोनल संश्लेषण| journal = Journal of the American Chemical Society | volume = 130 | issue = 15 | pages = 5062–4 | date = April 2008 | pmid = 18355008 | doi = 10.1021/ja8006325 | citeseerx = 10.1.1.658.8715 }}</ref> एवं [[एज़ाइड अल्काइन ह्यूजेन साइक्लोएडिशन]] हैं।<ref>{{cite journal | vauthors = Noda K, Minatogawa Y, Higuchi T | title = चूहों में हिप्पोकैम्पस में तैरने के तनाव और ग्लुकोकोर्टिकोइड बाध्यकारी क्षमता के लिए कॉर्टिकोस्टेरोन प्रतिक्रिया पर हिप्पोकैम्पल न्यूरोटॉक्सिकेंट, ट्राइमेथिल्टिन के प्रभाव| journal = The Japanese Journal of Psychiatry and Neurology | volume = 45 | issue = 1 | pages = 107–8 | date = March 1991 | pmid = 1753450 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Machaiah JP | title = चूहों में प्रोटीन की कमी के संबंध में मैक्रोफेज मेम्ब्रेन प्रोटीन में परिवर्तन| journal = Indian Journal of Experimental Biology | volume = 29 | issue = 5 | pages = 463–7 | date = May 1991 | pmid = 1916945 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Franc G, Kakkar A | title = Cu(I)-उत्प्रेरित एल्काइन-एज़ाइड "क्लिक-केमिस्ट्री" का उपयोग करते हुए डेंड्रिमर डिज़ाइन| journal = Chemical Communications | issue = 42 | pages = 5267–76 | date = November 2008 | pmid = 18985184 | doi = 10.1039/b809870k }}</ref> | |||
[[Image:Dendrimer DA Mullen 1996.svg|thumb| | डेनड्रीमर संश्लेषण में इस रसायन की शोध करके पर्याप्त मार्ग प्राप्त किए जा सकते हैं। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
डेनड्रीमर्स के अनुप्रयोगों में सामान्यतः अन्य रासायनिक प्रजातियों को डेनड्रीमर सतह पर संयुग्मित करना सम्मिलित होता है जो डिटेक्टिंग एजेंटों (जैसे [[डाई]] अणु), एफ़िनिटी [[लाइगैंडों]], लक्षित घटकों, रेडिओलिगैंड्स, कंट्रास्ट माध्यमों, या फार्मास्यूटिकली सक्रिय यौगिकों के रूप में कार्य कर सकता है। इन अनुप्रयोगों के लिए डेनड्रीमर्स की अधिक जटिल क्षमता होती है क्योंकि उनकी संरचना बहुसंख्यक प्रणालियों को उत्पन कर सकती है। दूसरे शब्दों में, डेनड्रीमर अणु में सक्रिय प्रजाति से जुड़ने के लिए सैकड़ों संभावित स्थान हैं। शोधकर्ताओं ने डेन्ड्रिटिक मीडिया के हाइड्रोफोबिक वातावरण का उपयोग फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं का संचालन करने के लिए किया है जो कि कृत्रिम रूप लक्ष्य से चुनौती वाले उत्पादों को उत्पन्न करते हैं। कार्बोक्जिलिक एसिड एवं फिनोल-टर्मिनेटेड पानी में घुलनशील डेनड्रीमर्स को दवा वितरण में उनकी उपयोगिता स्थापित करने के साथ-साथ उनके आतंरिक भागो में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए संश्लेषित किया गया था।<ref>{{cite journal | vauthors = Kaanumalle LS, Ramesh R, Murthy Maddipatla VS, Nithyanandhan J, Jayaraman N, Ramamurthy V | title = फोटोकैमिकल रिएक्शन मीडिया के रूप में डेंड्रिमर्स। पानी में घुलनशील डेंड्रिमर्स में एक-आणविक और द्वि-आणविक प्रतिक्रियाओं का फोटोकैमिकल व्यवहार| journal = The Journal of Organic Chemistry | volume = 70 | issue = 13 | pages = 5062–9 | date = June 2005 | pmid = 15960506 | doi = 10.1021/jo0503254 }}</ref> यह शोधकर्ताओं को लक्षित अणुओं एवं दवा के अणुओं को एक ही डेनड्रीमर से जोड़ने की अनुमति दे सकता है, जो स्वस्थ कोशिकाओं पर दवाओं के नकारात्मक दुष्प्रभावों को कम कर सकता है।<ref name="bioconj">{{cite book|last=Hermanson|first=Greg T.| name-list-style = vanc |title=बायोकॉन्जुगेट तकनीक|publisher=Academic Press of Elsevier|location=London|year=2008|edition=2nd|chapter=7|isbn=978-0-12-370501-3}}</ref>डेनड्रीमर्स का उपयोग घुलनशील एजेंट के रूप में भी किया जा सकता है। 1980 के दशक के मध्य में उनके परिचय के पश्चात से, डेनड्रीमर आर्किटेक्चर का यह उपन्यास वर्ग मेजबान-अतिथि रसायन शास्त्र के लिए प्रमुख उम्मीदवार रहा है।<ref>{{cite journal | title = Starburst Dendrimers: Molecular-Level Control of Size, Shape, Surface Chemistry, Topology, and Flexibility from Atoms to Macroscopic Matter | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed. Engl.]] | year = 1990 | pages = 138–175 | volume = 29 | doi = 10.1002/anie.199001381 | issue = 2| last1 = Tomalia | first1 = Donald A. | last2 = Naylor | first2 = Adel M. | last3 = Goddard | first3 = William A. | name-list-style = vanc }}</ref> हाइड्रोफोबिक कोर एवं हाइड्रोफिलिक परिधि वाले डेनड्रीमर्स ने मिसेल जैसा व्यवहार प्रदर्शित किया है एवं समाधान में कंटेनर गुण हैं।<ref>{{cite journal | vauthors = Fréchet JM | title = Functional polymers and dendrimers: reactivity, molecular architecture, and interfacial energy | journal = Science | volume = 263 | issue = 5154 | pages = 1710–5 | date = March 1994 | pmid = 8134834 | doi = 10.1126/science.8134834 | bibcode = 1994Sci...263.1710F }}</ref> 1985 में न्यूकोम द्वारा अनिमोलेक्युलर मिसेल के रूप में डेनड्रीमर्स का उपयोग प्रस्तावित किया गया था।<ref>{{cite journal | vauthors = Liu M, Kono K, Fréchet JM | title = Water-soluble dendritic unimolecular micelles: their potential as drug delivery agents | journal = Journal of Controlled Release | volume = 65 | issue = 1–2 | pages = 121–31 | date = March 2000 | pmid = 10699276 | doi = 10.1016/s0168-3659(99)00245-x }}</ref> इस सादृश्य ने घुलनशील एजेंटों के रूप में डेनड्रीमर्स की उपयोगिता पर प्रकाश डाला है।<ref>{{cite journal | title = Micelles Part 1. Cascade molecules: a new approach to micelles, A-arborol | journal = [[J. Org. Chem.]] | year = 1985 | pages = 155–158 | volume = 50 | issue = 11 | doi=10.1021/jo00211a052| last1 = Newkome | first1 = George R. | last2 = Yao | first2 = Zhongqi | last3 = Baker | first3 = Gregory R. | last4 = Gupta | first4 = Vinod K. | name-list-style = vanc }}</ref> फार्मास्युटिकल उद्योग में उपलब्ध अधिकांश दवाएं प्रकृति में हाइड्रोफोबिक हैं एवं यह गुण विशेष रूप से प्रमुख सूत्रीकरण समस्याएं पैदा करता है। डेंड्रिमेरिक मचान द्वारा दवाओं की इस कमी को दूर किया जा सकता है, जिसका उपयोग पानी के साथ व्यापक हाइड्रोजन बॉन्डिंग में भाग लेने के लिए ऐसे मचानों की क्षमता के कारण दवाओं को घेरने के साथ-साथ दवाओं को घोलने के लिए भी किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | title = उल्टे अनिमोलेक्युलर मिसेलस का संश्लेषण, लक्षण वर्णन और अतिथि-मेजबान गुण| vauthors = Stevelmens S, Hest JC, Jansen JF, Boxtel DA, de Bravander-van den B, Miejer EW | journal = [[J Am Chem Soc]] | year = 1996 | pages = 7398–7399 | volume = 118 | doi = 10.1021/ja954207h | issue = 31|url=https://research.tue.nl/nl/publications/synthesis-characterization-and-guesthost-properties-of-inverted-unimolecular-dendritic-micelles(947d0f26-7215-44a3-a4ad-49fba0d24282).html | hdl = 2066/17430 | hdl-access = free }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Gupta U, Agashe HB, Asthana A, Jain NK | title = Dendrimers: novel polymeric nanoarchitectures for solubility enhancement | journal = Biomacromolecules | volume = 7 | issue = 3 | pages = 649–58 | date = March 2006 | pmid = 16529394 | doi = 10.1021/bm050802s }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Thomas TP, Majoros IJ, Kotlyar A, Kukowska-Latallo JF, Bielinska A, Myc A, Baker JR | title = एक अभियांत्रिक डेन्ड्रिटिक नैनोडेविस द्वारा लक्ष्यीकरण और कोशिका वृद्धि को रोकना| journal = Journal of Medicinal Chemistry | volume = 48 | issue = 11 | pages = 3729–35 | date = June 2005 | pmid = 15916424 | doi = 10.1021/jm040187v }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Bhadra D, Bhadra S, Jain P, Jain NK | title = Pegnology: a review of PEG-ylated systems | journal = Die Pharmazie | volume = 57 | issue = 1 | pages = 5–29 | date = January 2002 | pmid = 11836932 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Asthana A, Chauhan AS, Diwan PV, Jain NK | title = अम्लीय विरोधी भड़काऊ सक्रिय संघटक के नियंत्रित साइट-विशिष्ट वितरण के लिए पॉली (एमिडोएमाइन) (PAMAM) डेंड्राइटिक नैनोस्ट्रक्चर| journal = AAPS PharmSciTech | volume = 6 | issue = 3 | pages = E536-42 | date = October 2005 | pmid = 16354015 | pmc = 2750401 | doi = 10.1208/pt060367 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Bhadra D, Bhadra S, Jain S, Jain NK | title = फ्लूरोरासिल का एक पेगीलेटेड डेंड्राइटिक नैनोपार्टिकुलेट कैरियर| journal = International Journal of Pharmaceutics | volume = 257 | issue = 1–2 | pages = 111–24 | date = May 2003 | pmid = 12711167 | doi = 10.1016/s0378-5173(03)00132-7 }}</ref> डेनड्रीमर लैब दवा वितरण के लिए डेनड्रीमर का पता लगाने के लिए डेनड्रीमर के सॉल्युबिलाइजिंग विशेषता में हेरफेर करने की प्रयास कर रहे हैं<ref>{{cite journal | vauthors = Khopade AJ, Caruso F, Tripathi P, Nagaich S, Jain NK | title = फंसाने और लाइपोसोम से बायोएक्टिव की रिहाई पर डेंड्रिमर का प्रभाव| journal = International Journal of Pharmaceutics | volume = 232 | issue = 1–2 | pages = 157–62 | date = January 2002 | pmid = 11790499 | doi = 10.1016/S0378-5173(01)00901-2 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Prajapati RN, Tekade RK, Gupta U, Gajbhiye V, Jain NK | title = डेंडीमर-मध्यस्थता विलेयकरण, सूत्रीकरण विकास और इन विट्रो-इन विवो मूल्यांकन ऑफ पिरॉक्सिकैम| journal = Molecular Pharmaceutics | volume = 6 | issue = 3 | pages = 940–50 | year = 2009 | pmid = 19231841 | doi = 10.1021/mp8002489 }}</ref> एवं विशिष्ट वाहकों को लक्षित करने के लिए है।<ref>{{cite journal | vauthors = Chauhan AS, Sridevi S, Chalasani KB, Jain AK, Jain SK, Jain NK, Diwan PV | title = Dendrimer-mediated transdermal delivery: enhanced bioavailability of indomethacin | journal = Journal of Controlled Release | volume = 90 | issue = 3 | pages = 335–43 | date = July 2003 | pmid = 12880700 | doi = 10.1016/s0168-3659(03)00200-1 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Kukowska-Latallo JF, Candido KA, Cao Z, Nigavekar SS, Majoros IJ, Thomas TP, Balogh LP, Khan MK, Baker JR | display-authors = 6 | title = एंटीकैंसर दवा के नैनोकणों को लक्षित करने से मानव उपकला कैंसर के पशु मॉडल में चिकित्सीय प्रतिक्रिया में सुधार होता है| journal = Cancer Research | volume = 65 | issue = 12 | pages = 5317–24 | date = June 2005 | pmid = 15958579 | doi = 10.1158/0008-5472.can-04-3921 | doi-access = free }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Quintana A, Raczka E, Piehler L, Lee I, Myc A, Majoros I, Patri AK, Thomas T, Mulé J, Baker JR | display-authors = 6 | title = फोलेट रिसेप्टर के माध्यम से ट्यूमर कोशिकाओं को लक्षित डेंड्रिमर-आधारित चिकित्सीय नैनोडेविस का डिजाइन और कार्य| journal = Pharmaceutical Research | volume = 19 | issue = 9 | pages = 1310–6 | date = September 2002 | pmid = 12403067 | doi = 10.1023/a:1020398624602 | url = https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/41493/1/11095_2004_Article_378868.pdf | hdl = 2027.42/41493 | s2cid = 9444825 | hdl-access = free }}</ref>डेनड्रीमर्स को फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों में उपयोग करने में सक्षम होने के लिए, उन्हें बाजार तक पहुंचने के लिए आवश्यक नियामक दवा विकास को पार करना होगा। इसे प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया डेंड्रीमर मचान पॉलीएथॉक्सीएथिलग्लिसिनामाइड (पीईई-जी) डेंड्रीमर है।<ref>{{cite journal | vauthors = Toms S, Carnachan SM, Hermans IF, Johnson KD, Khan AA, O'Hagan SE, Tang CW, Rendle PM | display-authors = 6 | title = Poly Ethoxy Ethyl Glycinamide (PEE-G) Dendrimers: Dendrimers Specifically Designed for Pharmaceutical Applications | journal = ChemMedChem | volume = 11 | issue = 15 | pages = 1583–6 | date = August 2016 | pmid = 27390296 | doi = 10.1002/cmdc.201600270 | s2cid = 5007374 }}</ref><ref>{{Cite web|last=GlycoSyn|url=http://www.glycofinechem.glycosyn.com/collections/dendrimers|title=PEE-G Dendrimers}}</ref> इस डेनड्रीमर मचान को उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी शुद्धता, स्थिरता, जलीय घुलनशीलता एवं कम अंतर्निहित विषाक्तता के लिए डिज़ाइन प्रदर्शित किया गया है। | |||
===दवा वितरण=== | ===दवा वितरण=== | ||
[[File:538 Gene delivery.png|thumb| | [[File:538 Gene delivery.png|thumb|डाई अणु एवं डीएनए के स्ट्रैंड दोनों के लिए संयुग्मित G-5पीएएमएएम डेनड्रीमर की योजना है।]]बहुलक वाहकों का उपयोग करके अपरिवर्तित प्राकृतिक उत्पादों को वितरित करने के दृष्टिकोण व्यापक रुचि रखते हैं। [[ जल विरोधी ]] यौगिकों के एनकैप्सुलेशन एवं एंटीकैंसर दवाओं के वितरण के लिए डेनड्रीमर्स का पता लगाया गया है। डेनड्रीमर्स की भौतिक विशेषताएं, जिनमें उनकी मोनोडिस्पेरिटी, पानी में घुलनशीलता, एनकैप्सुलेशन क्षमता एवं बड़ी संख्या में कार्यात्मक परिधीय समूह सम्मिलित हैं, इन मैक्रोमोलेक्यूल्स को दवा वितरण वाहनों के लिए उपयुक्त उम्मीदवार बनाते हैं। | ||
==== दवा वितरण में डेंड्रीमर रासायनिक संशोधनों की भूमिका ==== | ==== दवा वितरण में डेंड्रीमर रासायनिक संशोधनों की भूमिका ==== | ||
रासायनिक संशोधनों की विस्तृत श्रृंखला के कारण | रासायनिक संशोधनों की विस्तृत श्रृंखला के कारण डेनड्रीमर्स विशेष रूप से बहुमुखी दवा वितरण उपकरण हैं जिन्हें विवो उपयुक्तता में वृद्धि करने एवं साइट-विशिष्ट लक्षित दवा वितरण के लिए अनुमति दी जा सकती है। | ||
डेंड्रीमर के लिए ड्रग अटैचमेंट (1) डेनड्रीमर प्रोड्रग बनाने वाले डेनड्रीमर की बाहरी सतह के लिए सहसंयोजक लगाव या संयुग्मन द्वारा पूरा किया जा सकता है, (2) आवेशित बाहरी कार्यात्मक समूहों के लिए आयनिक समन्वय, या (3) मिसेल-जैसे एनकैप्सुलेशन डेनड्रीमर-ड्रग सुपरमॉलेक्यूलर असेंबली के माध्यम से दवा है।<ref>{{cite journal | vauthors = Morgan MT, Nakanishi Y, Kroll DJ, Griset AP, Carnahan MA, Wathier M, Oberlies NH, Manikumar G, Wani MC, Grinstaff MW | display-authors = 6 | title = Dendrimer-encapsulated camptothecins: increased solubility, cellular uptake, and cellular retention affords enhanced anticancer activity in vitro | journal = Cancer Research | volume = 66 | issue = 24 | pages = 11913–21 | date = December 2006 | pmid = 17178889 | doi = 10.1158/0008-5472.CAN-06-2066 | doi-access = free}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Tekade RK, Dutta T, Gajbhiye V, Jain NK | title = Exploring dendrimer towards dual drug delivery: pH responsive simultaneous drug-release kinetics | journal = Journal of Microencapsulation | volume = 26 | issue = 4 | pages = 287–96 | date = June 2009 | pmid = 18791906 | doi = 10.1080/02652040802312572 | s2cid = 44523215}}</ref> डेनड्रीमर प्रोड्रग संरचना के विषय में, डेनड्रीमर को दवा से जोड़ना वांछित रिलीज कैनेटीक्स के आधार पर प्रत्यक्ष या लिंकर-मध्यस्थ हो सकता है। ऐसा लिंकर पीएच-संवेदनशील, एंजाइम उत्प्रेरित या डाइसल्फ़ाइड ब्रिज हो सकता है। डेनड्रीमर्स के लिए उपलब्ध टर्मिनल कार्यात्मक समूहों की विस्तृत श्रृंखला कई भिन्न-भिन्न प्रकार के लिंकर केमिस्ट्री की अनुमति देती है, जो प्रणाली पर ट्यून करने योग्य घटक प्रदान करती है। लिंकर रसायन शास्त्र के लिए विचार करने के लिए मुख्य पैरामीटर हैं (1) लक्ष्य साइट पर पहुंचने पर रिलीज तंत्र, चाहे वह सेल के अंदर हो या निश्चित अंग प्रणाली में हो, (2) ड्रग-डेन्ड्रिमर स्पेसिंग जिससे लिपोफिलिक दवाओं को फोल्ड होने से रोका जा सकता है। डेनड्रीमर, लिंकर डिग्रेडेबिलिटी एवं दवाओं पर पोस्ट-रिलीज़ ट्रेस संशोधन है।<ref>{{cite journal | vauthors = Leong NJ, Mehta D, McLeod VM, Kelly BD, Pathak R, Owen DJ, Porter CJ, Kaminskas LM | display-authors = 6 | title = Doxorubicin Conjugation and Drug Linker Chemistry Alter the Intravenous and Pulmonary Pharmacokinetics of a PEGylated Generation 4 Polylysine Dendrimer in Rats | journal = Journal of Pharmaceutical Sciences | volume = 107 | issue = 9 | pages = 2509–2513 | date = September 2018 | pmid = 29852134 | doi = 10.1016/j.xphs.2018.05.013 | url = https://espace.library.uq.edu.au/view/UQ:e652bb4/UQe652bb4_OA.pdf }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = da Silva Santos S, Igne Ferreira E, Giarolla J | title = डेंड्रिमर प्रोड्रग्स| journal = Molecules | volume = 21 | issue = 6 | pages = 686 | date = May 2016 | pmid = 27258239 | pmc = 6274429 | doi = 10.3390/molecules21060686}}</ref> | |||
[[पॉलीथीन ग्लाइकॉल]] (पीईजी) डेनड्रीमर्स के लिए उनके सतह चार्ज एवं परिसंचरण समय को संशोधित करने के लिए समान संशोधन है। सरफेस चार्ज जैविक प्रणालियों के साथ डेनड्रीमर्स के विचार को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि एमाइन-टर्मिनल संशोधित डेनड्रीमर्स, जिसमें आयनिक चार्ज के साथ सेल मेम्ब्रेन के साथ विचार करने की प्रवृत्ति होती है। विवो के कुछ अध्ययनों ने झिल्ली पारगम्यता के माध्यम से पॉलीकेशनिक डेनड्रीमर्स को साइटोटोक्सिक होने के लिए दिखाया है, ऐसी घटना जिसे अमीन समूहों पर पेगिलेशन कैप्स के अतिरिक्त आंशिक रूप से कम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम साइटोटोक्सिसिटी एवं कम लाल रक्त कोशिका हेमोलिसिस होता है।<ref name="Dendrimer pharmacokinetics: the eff">{{cite journal | vauthors = Kaminskas LM, Boyd BJ, Porter CJ | title = Dendrimer pharmacokinetics: the effect of size, structure and surface characteristics on ADME properties | journal = Nanomedicine | volume = 6 | issue = 6 | pages = 1063–84 | date = August 2011 | pmid = 21955077 | doi = 10.2217/nnm.11.67 }}</ref><ref name=":0">{{cite journal | vauthors = Luong D, Kesharwani P, Deshmukh R, Mohd Amin MC, Gupta U, Greish K, Iyer AK | title = PEGylated PAMAM dendrimers: Enhancing efficacy and mitigating toxicity for effective anticancer drug and gene delivery | journal = Acta Biomaterialia | volume = 43 | pages = 14–29 | date = October 2016 | pmid = 27422195 | doi = 10.1016/j.actbio.2016.07.015 }}</ref> इसके अतिरिक्त, अध्ययनों में पाया गया है कि डेनड्रीमर्स के पेगिलेशन के परिणामस्वरूप उच्च दवा लोडिंग, धीमी दवा रिलीज, विवो में लंबे समय तक परिसंचरण समय एवं पीईजी संशोधनों के बिना समकक्षों की उपेक्षा में कम विषाक्तता होती है।<ref name=":1">{{cite journal | vauthors = Singh P, Gupta U, Asthana A, Jain NK | title = Folate and folate-PEG-PAMAM dendrimers: synthesis, characterization, and targeted anticancer drug delivery potential in tumor bearing mice | journal = Bioconjugate Chemistry | volume = 19 | issue = 11 | pages = 2239–52 | date = November 2008 | pmid = 18950215 | doi = 10.1021/bc800125u }}</ref><ref name=":0" /> | |||
डेनड्रीमर बायोडिस्ट्रीब्यूशन को संशोधित करने एवं विशिष्ट अंगों को लक्षित करने की अनुमति देने के लिए कई लक्ष्यीकरण मौकों का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, फोलेट रिसेप्टर्स ट्यूमर कोशिकाओं में अतिप्रवाहित होते हैं एवं [[केमोथेरापी]] के स्थानीय दवा वितरण के लिए लक्ष्य का वादा कर रहे हैं। कैंसर के माउस मॉडल में [[ methotrexate | मेथोट्रेक्सेट]] जैसे कीमोथेरेप्यूटिक्स के ऑन-टार्गेट साइटोटोक्सिसिटी को बनाए रखते हुए पैमम डेनड्रीमर्स के लिए फोलिक एसिड संयुग्मन लक्ष्यीकरण को बढ़ाने एवं ऑफ-टार्गेट विषाक्तता को कम करने के लिए प्रदर्शित किया गया है।<ref name=":1" /><ref>{{cite journal | vauthors = Majoros IJ, Williams CR, Becker A, Baker JR | title = फोलेट लक्षित डेंड्रिमर-आधारित नैनोथेराप्यूटिक प्लेटफॉर्म के माध्यम से मेथोट्रेक्सेट डिलीवरी| journal = Wiley Interdisciplinary Reviews. Nanomedicine and Nanobiotechnology | volume = 1 | issue = 5 | pages = 502–10 | date = September 2009 | pmid = 20049813 | pmc = 2944777 | doi = 10.1002/wnan.37}}</ref>सेल लक्ष्यों के लिए डेनड्रीमर्स के एंटीबॉडी-मध्यस्थता लक्ष्यीकरण ने भी लक्षित दवा वितरण के लिए वादा है। जैसा कि [[एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर|एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स]] (ईजीएफआर) प्रायः ब्रेन ट्यूमर में ओवरएक्सप्रेस्ड होते हैं, ईजीएफआर साइट-विशिष्ट दवा वितरण के लिए सुविधाजनक लक्ष्य हैं। प्रभावी न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी के लिए कैंसर कोशिकाओं को बोरॉन की डिलीवरी महत्वपूर्ण है, कैंसर उपचार जिसके लिए कैंसर कोशिकाओं में बोरॉन की बड़ी मात्रा एवं स्वस्थ कोशिकाओं में कम सांद्रता की आवश्यकता होती है। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी दवा के साथ संयुग्मित बोरोनेटेड डेनड्रीमर, जो ईजीएफआर को लक्षित करता है, का उपयोग चूहों में कैंसर कोशिकाओं को बोरोन को सफलतापूर्वक वितरित करने के लिए किया गया था।<ref>{{cite journal | vauthors = Wu G, Barth RF, Yang W, Chatterjee M, Tjarks W, Ciesielski MJ, Fenstermaker RA | title = Site-specific conjugation of boron-containing dendrimers to anti-EGF receptor monoclonal antibody cetuximab (IMC-C225) and its evaluation as a potential delivery agent for neutron capture therapy | journal = Bioconjugate Chemistry | volume = 15 | issue = 1 | pages = 185–94 | date = January 2004 | pmid = 14733599 | doi = 10.1021/bc0341674}}</ref>सह-संस्कृति परिदृश्य में कोलोरेक्टल (HCT-116) कैंसर कोशिकाओं के लक्षित विनाश के लिए [[पेप्टाइड|पेप्टाइड्स]] के साथ [[ nanoparticle | नैनो कण]] डेनड्रीमर्स को संशोधित करना भी सफल रहा है। [[लक्ष्य पेप्टाइड]] का उपयोग साइट- या सेल-विशिष्ट डिलीवरी को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, एवं यह दिखाया गया है कि ये पेप्टाइड डेनड्रीमर्स के साथ जोड़े जाने पर लक्ष्यीकरण विशिष्टता में वृद्धि करते हैं। विशेष रूप से, जेमिसिटाबाइन-लोडेड वाईआईजीएसआर- सीएम चैट/ पीएएमएएम, अद्वितीय प्रकार का डेनड्रीमर नैनोपार्टिकल, इन कैंसर कोशिकाओं पर लक्षित मृत्यु दर को प्रेरित करता है। यह [[ लेमिनिन]] रिसेप्टर्स के साथ डेनड्रीमर की चयनात्मक बातचीत के माध्यम से किया जाता है। पेप्टाइड डेनड्रीमर्स को भविष्य में कैंसर कोशिकाओं को ठीक से लक्षित करने एवं कीमोथेराप्यूटिक एजेंटों को वितरित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal| vauthors = Carvalho MR, Carvalho CR, Maia FR, Caballero D, Kundu SC, Reis RL, Oliveira JM |date= November 2019 |title=Peptide‐Modified Dendrimer Nanoparticles for Targeted Therapy of Colorectal Cancer |journal=Advanced Therapeutics |volume=2|issue=11|pages=1900132|doi=10.1002/adtp.201900132|hdl= 1822/61410 |s2cid= 203135854 |issn=2366-3987|hdl-access=free}}</ref> | |||
रासायनिक लक्ष्यीकरण संशोधनों का उपयोग करके डेनड्रीमर्स के सेलुलर तेज तंत्र को भी ट्यून किया जा सकता है। गैर-संशोधितपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर को द्रव चरण एंडोसाइटोसिस द्वारा सक्रिय माइक्रोग्लिया में लिया जाता है। इसके विपरीत, हाइड्रॉक्सिलपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर्स का मैनोज संशोधन मैनोज-रिसेप्टर (सीडी206) मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस के आंतरिककरण के तंत्र को परिवर्तित करने में सक्षम था। इसके अतिरिक्त, मैनोज संशोधन रैबिटों के शरीर के बाकी हिस्सों में जैव वितरण को परिवर्तित करने में सक्षम था।<ref>{{cite journal | vauthors = Sharma A, Porterfield JE, Smith E, Sharma R, Kannan S, Kannan RM | title = एक नवजात मस्तिष्क चोट मॉडल में सेलुलर और अंग जैव वितरण पर हाइड्रॉक्सिल PAMAM डेंड्रिमर्स के मैनोज लक्ष्यीकरण का प्रभाव| journal = Journal of Controlled Release | volume = 283 | pages = 175–189 | date = August 2018 | pmid = 29883694 | pmc = 6091673 | doi = 10.1016/j.jconrel.2018.06.003}}</ref> | |||
==== [[फार्माकोकाइनेटिक्स]] एवं [[फार्माकोडायनामिक्स]] ==== | ==== [[फार्माकोकाइनेटिक्स]] एवं [[फार्माकोडायनामिक्स]] ==== | ||
डेनड्रीमर्स में दवा के फार्माकोकाइनेटिक्स एवं फार्माकोडायनामिक्स (पीके/पीडी) प्रोफाइल को पूर्ण करने से परिवर्तित करने की क्षमता है। वाहक के रूप में, पीके / पीडी अब दवा द्वारा ही निर्धारित नहीं किया जाता है, चूँकि डेनड्रीमर के स्थानीयकरण, दवा रिलीज एवं डेनड्रीमर उत्सर्जन द्वारा निर्धारित किया जाता है। डेनड्रीमर के आकार, संरचना एवं सतह की विशेषताओं में भिन्नता के कारण एडीएमई गुण अधिक ट्यून करने योग्य हैं। अपितु G9 डेनड्रीमर्स यकृत एवं प्लीहा को अधिक मात्रा में बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं, जी6 डेनड्रीमर्स अधिक व्यापक रूप से बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं। जैसे-जैसे आणविक भार बढ़ता है, मूत्र निकासी एवं प्लाज्मा निकासी कम हो जाती है, अपितु टर्मिनल आधा जीवन बढ़ जाता है।<ref name="Dendrimer pharmacokinetics: the eff"/> | |||
==== डिलीवरी के रास्ते ==== | ==== डिलीवरी के रास्ते ==== | ||
निर्धारित उपचार के साथ रोगी के अनुपालन को बढ़ाने के लिए, दवाओं के प्रशासन के अन्य | निर्धारित उपचार के साथ रोगी के अनुपालन को बढ़ाने के लिए, दवाओं के प्रशासन के अन्य उपायों की उपेक्षा में मौखिक रूप से दवाओं के वितरण को प्राथमिकता दी जाती है। चूँकि कई दवाओं की मौखिक [[जैव उपलब्धता]] अधिक कम होती है। मौखिक रूप से प्रशासित दवाओं की घुलनशीलता एवं स्थिरता को बढ़ाने एवं आंतों की झिल्ली के माध्यम से दवा के प्रवेश को बढ़ाने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | vauthors = Csaba N, Garcia-Fuentes M, Alonso MJ | title = ट्रांसम्यूकोसल दवा वितरण के लिए नैनोकैरियर्स का प्रदर्शन| journal = Expert Opinion on Drug Delivery | volume = 3 | issue = 4 | pages = 463–78 | date = July 2006 | pmid = 16822222 | doi = 10.1517/17425247.3.4.463 | s2cid = 13056713}}</ref>कीमोथेराप्यूटिक से संयुग्मितपीएएमएएम डेनड्रीमर्स की जैवउपलब्धता का चूहों में अध्ययन किया गया है; यह पाया गया कि मौखिक रूप से प्रशासित लगभग 9% डेनड्रीमर संचलन में पाया गया एवं आंत में न्यूनतम डेनड्रीमर गिरावट हुई।<ref>{{cite journal | vauthors = Thiagarajan G, Sadekar S, Greish K, Ray A, Ghandehari H | title = Evidence of oral translocation of anionic G6.5 dendrimers in mice | journal = Molecular Pharmaceutics | volume = 10 | issue = 3 | pages = 988–98 | date = March 2013 | pmid = 23286733 | pmc = 3715149 | doi = 10.1021/mp300436c}}</ref>अंतः शिरा डेनड्रीमर डिलीवरी शरीर में विभिन्न अंगों एवं यहां तक कि ट्यूमर तक जीन पहुंचाने के लिए जीन वैक्टर के रूप है। अध्ययन में ज्ञात किया गया कि शिरा इंजेक्शन के माध्यम से, पीपीआई डेनड्रीमर्स एवं जीन कॉम्प्लेक्स के संयोजन के परिणामस्वरूप जिगर में जीन की अभिव्यक्ति हुई, एवं अन्य अध्ययन से पता चला कि इसी प्रकार के इंजेक्शन ने देखे गए जानवरों में ट्यूमर के विकास को वापस कर दिया।<ref>{{cite journal | vauthors = Dufès C, Uchegbu IF, Schätzlein AG | title = जीन डिलीवरी में डेंड्रिमर्स| journal = Advanced Drug Delivery Reviews | volume = 57 | issue = 15 | pages = 2177–202 | date = December 2005 | pmid = 16310284 | doi = 10.1016/j.addr.2005.09.017 | url = https://strathprints.strath.ac.uk/7822/1/Dufesetal2005review.pdf}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Dufès C, Keith WN, Bilsland A, Proutski I, Uchegbu IF, Schätzlein AG | title = सिंथेटिक एंटीकैंसर जीन मेडिसिन स्थापित ट्यूमर को ठीक करने के लिए cationic वेक्टर की आंतरिक एंटीट्यूमर गतिविधि का फायदा उठाती है| journal = Cancer Research | volume = 65 | issue = 18 | pages = 8079–84 | date = September 2005 | pmid = 16166279 | doi = 10.1158/0008-5472.CAN-04-4402 | doi-access = free}}</ref> | ||
ट्रांसडर्मल दवा वितरण में प्राथमिक बाधा एपिडर्मिस है। हाइड्रोफोबिक दवाओं को त्वचा की परत में घुसने में | ट्रांसडर्मल दवा वितरण में प्राथमिक बाधा एपिडर्मिस है। हाइड्रोफोबिक दवाओं को त्वचा की परत में घुसने में अधिक जटिल समय होता है, क्योंकि वे त्वचा के तेलों में भारी विभाजन करते हैं। हाल ही में,पीएएमएएम डेनड्रीमर का उपयोग हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ाने के लिए [[गैर स्टेरॉयडल भड़काऊ विरोधी दवा]] के लिए डिलीवरी वाहनों के रूप में किया गया है, जिससे ड्रग की पैठ अधिक हो गई है।<ref>{{cite journal | vauthors = Cheng Y, Man N, Xu T, Fu R, Wang X, Wang X, Wen L | title = पॉलीएमाइडोएमीन (PAMAM) डेंड्रिमर्स द्वारा मध्यस्थता वाली गैर-स्टेरॉयड एंटी-इंफ्लैमेटरी दवाओं की ट्रांसडर्मल डिलीवरी| journal = Journal of Pharmaceutical Sciences | volume = 96 | issue = 3 | pages = 595–602 | date = March 2007 | pmid = 17094130 | doi = 10.1002/jps.20745}}</ref> ये संशोधन पॉलिमरिक ट्रांसडर्मल एन्हांसर्स के रूप में कार्य करते हैं जिससे दवाएं अधिक सरलता से त्वचा की बाधा में प्रवेश कर जाती हैं। | ||
डेनड्रीमर दवा वितरण के लिए नए [[नेत्र औषधि प्रशासन]] वाहनों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, जो वर्तमान में इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर से भिन्न-भिन्न हैं। वन्दममे एवं बोबेक द्वारा किए गए अध्ययन में दो मॉडल दवाओं के लिए रैबिटों में नेत्र वितरण वाहनों के रूप मेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स का उपयोग किया गया था एवं इस डिलीवरी के ओकुलर रेजिडेंस टाइम को तुलनीय एवं कुछ विषयों में ओकुलर डिलीवरी में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान[[ जैव चिपकने वाला]] पॉलिमर से अधिक मापा गया है।<ref>{{cite journal | vauthors = Vandamme TF, Brobeck L | title = पाइलोकार्पिन नाइट्रेट और ट्रोपिकैमाइड के ओकुलर डिलीवरी के लिए नेत्र वाहनों के रूप में पॉली (एमिडोएमाइन) डेंड्रिमर्स| journal = Journal of Controlled Release | volume = 102 | issue = 1 | pages = 23–38 | date = January 2005 | pmid = 15653131 | doi = 10.1016/j.jconrel.2004.09.015}}</ref> यह परिणाम इंगित करता है कि प्रशासित दवाएं अधिक सक्रिय थीं एवं उनके मुक्त-दवा समकक्षों की उपेक्षामें डेनड्रीमर्स के माध्यम से वितरित किए जाने पर जैवउपलब्धता में वृद्धि हुई थी। इसके अतिरिक्त, फोटो-क्यूरेबल, ड्रग-एल्यूटिंग डेनड्रीमर-हायल्यूरोनिक एसिड हाइड्रोजेल का उपयोग कॉर्नियल टांके के रूप में सीधे आंख पर लगाया जाता है। इन हाइड्रोजेल टांके ने रैबिट के मॉडल में चिकित्सा उपकरण के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है जो कॉर्नियल स्कारिंग को कम करता है।<ref>{{cite journal | vauthors = Xu Q, Kambhampati SP, Kannan RM | title = ओकुलर ड्रग डिलीवरी के लिए नैनोटेक्नोलॉजी दृष्टिकोण| journal = Middle East African Journal of Ophthalmology | volume = 20 | issue = 1 | pages = 26–37 | date = 2013 | pmid = 23580849 | pmc = 3617524 | doi = 10.4103/0974-9233.106384}}</ref> | |||
==== ब्रेन ड्रग डिलीवरी ==== | ==== ब्रेन ड्रग डिलीवरी ==== | ||
डेनड्रीमर्स दवा वितरण ने कई पारंपरिक रूप से जटिलदवा वितरण समस्याओं के संभावित समाधान के रूप में प्रमुख वचन दिया है। मस्तिष्क को दवा वितरण के विषय में, डेनड्रीमर्स [[बढ़ी हुई पारगम्यता और प्रतिधारण प्रभाव|बढ़ी हुई पारगम्यता एवं प्रतिधारण प्रभाव]] एवं रक्त-मस्तिष्क बाधा है | रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) हानि का लाभ उठाने में सक्षम हैं जिससे वीवो में प्रभावी ढंग से बीबीबी पार किया जा सके। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेडपीएएमएएम डेनड्रीमर्स मस्तिष्क में सूजन वाले [[ बृहतभक्षककोशिका |बृहतभक्षककोशिका]] के लिए आंतरिक लक्ष्यीकरण क्षमता रखते हैं, मस्तिष्क पक्षाघात के रैबिट मॉडल में फ्लोरोसेंटली लेबल तटस्थ पीढ़ी डेनड्रीमर्स का उपयोग करके सत्यापित किया जाता है।<ref name=":2">{{cite journal | vauthors = Dai H, Navath RS, Balakrishnan B, Guru BR, Mishra MK, Romero R, Kannan RM, Kannan S | display-authors = 6 | title = सबराचनोइड प्रशासन पर पॉलीएमाइडोमाइन डेंड्रिमर्स द्वारा मस्तिष्क में भड़काऊ कोशिकाओं का आंतरिक लक्ष्यीकरण| journal = Nanomedicine | volume = 5 | issue = 9 | pages = 1317–29 | date = November 2010 | pmid = 21128716 | pmc = 3095441 | doi = 10.2217/nnm.10.89}}</ref> इस आंतरिक लक्ष्यीकरण ने विभिन्न स्थितियों में दवा वितरण को सक्षम किया है, सेरेब्रल पाल्सी एवं अन्य न्यूरोइंफ्लेमेटरी विकारों से लेकर दर्दनाक मस्तिष्क की चोट एवं हाइपोथर्मिक सर्कुलेटरी अरेस्ट तक, चूहों एवं रैबिटों से लेकर कैनाइन तक के विभिन्न प्रकार के पशु मॉडल है।<ref>{{cite journal | vauthors = Kannan G, Kambhampati SP, Kudchadkar SR | title = Effect of anesthetics on microglial activation and nanoparticle uptake: Implications for drug delivery in traumatic brain injury | journal = Journal of Controlled Release | volume = 263 | pages = 192–199 | date = October 2017 | pmid = 28336376 | doi = 10.1016/j.jconrel.2017.03.032 | s2cid = 8652471}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Kannan S, Dai H, Navath RS, Balakrishnan B, Jyoti A, Janisse J, Romero R, Kannan RM | display-authors = 6 | title = एक खरगोश मॉडल में न्यूरोइन्फ्लेमेशन और सेरेब्रल पाल्सी के लिए डेंड्रिमर-आधारित प्रसवोत्तर चिकित्सा| journal = Science Translational Medicine | volume = 4 | issue = 130 | pages = 130ra46 | date = April 2012 | pmid = 22517883 | pmc = 3492056 | doi = 10.1126/scitranslmed.3003162}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Mishra MK, Beaty CA, Lesniak WG, Kambhampati SP, Zhang F, Wilson MA, Blue ME, Troncoso JC, Kannan S, Johnston MV, Baumgartner WA, Kannan RM | display-authors = 6 | title = हाइपोथर्मिक सर्कुलेटरी अरेस्ट के एक बड़े पशु मॉडल में मस्तिष्क की चोट के लिए डेंड्रिमर ब्रेन अपटेक और टार्गेटेड थेरेपी| journal = ACS Nano | volume = 8 | issue = 3 | pages = 2134–47 | date = March 2014 | pmid = 24499315 | pmc = 4004292 | doi = 10.1021/nn404872e}}</ref> मस्तिष्क में डेनड्रीमर तेज सूजन एवं बीबीबी हानि की गंभीरता से संबंधित है एवं यह माना जाता है कि बीबीबी हानि डेनड्रीमर पैठ की अनुमति देने वाला प्रमुख ड्राइविंग कारक है।<ref>{{cite journal | vauthors = Nance E, Kambhampati SP, Smith ES, Zhang Z, Zhang F, Singh S, Johnston MV, Kannan RM, Blue ME, Kannan S | display-authors = 6 | title = रिट्ट सिंड्रोम के एक माउस मॉडल में माइक्रोग्लिया को एन-एसिटाइल सिस्टीन की डेंड्रिमर-मध्यस्थता डिलीवरी| journal = Journal of Neuroinflammation | volume = 14 | issue = 1 | pages = 252 | date = December 2017 | pmid = 29258545 | pmc = 5735803 | doi = 10.1186/s12974-017-1004-5}}</ref><ref name=":2" /> सक्रिय [[ microglia | माइक्रोग्लिया]] की ओर स्थानीयकरण भारी है। डेनड्रीमर-संयुग्मित एन-एसिटाइल सिस्टीन ने विवो में दवा के आधार पर मुफ्त दवा की उपेक्षामें 1000 गुना से अधिक कम खुराक पर विरोधी भड़काऊ के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है, सेरेब्रल पाल्सी, [[राइट सिंड्रोम]], धब्बेदार अध: पतन एवं अन्य भड़काऊ रोगों के फेनोटाइप को विपरीत कर दिया है।<ref name=":2" /> | |||
==== नैदानिक परीक्षण ==== | ==== नैदानिक परीक्षण ==== | ||
स्टारफार्मा, ऑस्ट्रेलियाई दवा कंपनी, के कई उत्पाद हैं जो या तो प्रयोग से ही उपयोग के लिए स्वीकृत हो चुके हैं या नैदानिक परीक्षण चरण में हैं। एसपीएल7013, जिसे एस्टोड्रीमर सोडियम के रूप में भी जाना जाता है, हाइपरब्रांच्ड पॉलीमर है जिसका उपयोग स्टारफार्मा की विवाजेल लाइन ऑफ फार्मास्यूटिकल्स में किया जाता है जो वर्तमान में बैक्टीरियल वेजिनोसिस के इलाज एवं यूरोप, दक्षिण पूर्व एशिया, जापान, कनाडा एवं ऑस्ट्रेलिया में एचआईवी, एचपीवी एवं एचएसवी के प्रसार को रोकने के लिए स्वीकृत है। एसपीएल7013 की व्यापक एंटीवायरल कार्रवाई के कारण, इसे हाल ही में कंपनी द्वारा SARS-CoV-2 के इलाज के लिए संभावित दवा के रूप में परीक्षण किया गया है। कंपनी का कहना है कि प्रारंभिक इन-विट्रो अध्ययन कोशिकाओं में SARS-CoV-2 संक्रमण को रोकने में उच्च प्रभावकारिता दिखाते हैं।<ref>{{Cite web|url=https://themarketherald.com.au/starpharma-asxspl-compound-shows-activity-against-coronavirus-2020-04-16/|title=Starpharma (ASX:SPL) compound shows activity against coronavirus - The Market Herald|date=2020-04-16|website=themarketherald.com.au|language=en-US|access-date=2020-04-30}}</ref> | |||
=== जीन डिलीवरी एवं ट्रांसफेक्शन === | === जीन डिलीवरी एवं ट्रांसफेक्शन === | ||
कोशिका के आवश्यक भागों में [[डीएनए]] के टुकड़ों को पहुंचाने की क्षमता में कई चुनौतियाँ सम्मिलित हैं। डीएनए को नुकसान पहुँचाए या निष्क्रिय किए बिना जीनों को कोशिकाओं में भेजने के लिए | कोशिका के आवश्यक भागों में [[डीएनए]] के टुकड़ों को पहुंचाने की क्षमता में कई चुनौतियाँ सम्मिलित हैं। डीएनए को नुकसान पहुँचाए या निष्क्रिय किए बिना जीनों को कोशिकाओं में भेजने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग करने के उपाय खोजने के लिए वर्तमान शोध किया जा रहा है। निर्जलीकरण के समय डीएनए की गतिविधि को बनाए रखने के लिए, डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स को पानी में घुलनशील बहुलक में समझाया गया था, एवं फिर कार्यात्मक बहुलक फिल्मों में तेजी से गिरावट दर के साथ एकत्रित किया गया था जिससे जीन संक्रमण को मध्यस्थ किया जा सके। इस पद्धति के आधार पर,पीएएमएएम डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स का उपयोग सब्सट्रेट मध्यस्थता जीन वितरण के लिए कार्यात्मक बायोडिग्रेडेबल पॉलीमर फिल्मों को एनकैप्सुलेट करने के लिए किया गया था। शोध से पता चला है कि तेजी से घटने वाले कार्यात्मक बहुलक में स्थानीय [[अभिकर्मक]] के लिए काफी संभावनाएं हैं।<ref>{{cite journal | vauthors = Fu HL, Cheng SX, Zhang XZ, Zhuo RX | title = Dendrimer/DNA complexes encapsulated functional biodegradable polymer for substrate-mediated gene delivery | journal = The Journal of Gene Medicine | volume = 10 | issue = 12 | pages = 1334–42 | date = December 2008 | pmid = 18816481 | doi = 10.1002/jgm.1258 | s2cid = 46011138 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Fu HL, Cheng SX, Zhang XZ, Zhuo RX | title = Dendrimer/DNA complexes encapsulated in a water soluble polymer and supported on fast degrading star poly(DL-lactide) for localized gene delivery | journal = Journal of Controlled Release | volume = 124 | issue = 3 | pages = 181–8 | date = December 2007 | pmid = 17900738 | doi = 10.1016/j.jconrel.2007.08.031 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Dutta T, Garg M, Jain NK | title = हेपेटाइटिस बी के खिलाफ पॉली (प्रोपीलेनिमाइन) डेंड्रिमर और डेंड्रोसोम मध्यस्थता आनुवंशिक टीकाकरण| journal = Vaccine | volume = 26 | issue = 27–28 | pages = 3389–94 | date = June 2008 | pmid = 18511160 | doi = 10.1016/j.vaccine.2008.04.058 }}</ref> | ||
=== [[सेंसर]] === | === [[सेंसर]] === | ||
डेनड्रीमर्स के सेंसर में संभावित अनुप्रयोग हैं। अध्ययन की गई प्रणालियों में पॉली (प्रोपीलीन इमाइन) का उपयोग कर [[प्रोटॉन]] या [[पीएच]] सेंसर सम्मिलित हैं,<ref>{{cite journal| vauthors = Fernandes EG, Vieira NC, de Queiroz AA, Guimaraes FE, Zucolotto V |year=2010|title=Immobilization of Poly(propylene imine) Dendrimer/Nickel Phthalocyanine as Nanostructured Multilayer Films To Be Used as Gate Membranes for SEGFET pH Sensors |journal=Journal of Physical Chemistry C|volume=114|issue=14|pages=6478–6483|doi=10.1021/jp9106052}}</ref> प्रतिदीप्ति संकेत [[शमन]] का पता लगाने के लिए कैडमियम-सल्फ़ाइड/पॉलीप्रोपाइलेनिमाइन टेट्राहेक्साकोंटामाइन डेनड्रीमर कंपोजिट,<ref>{{cite journal | vauthors = Campos BB, Algarra M, Esteves da Silva JC | title = हाइब्रिड कैडमियम सल्फाइड-डेंड्रिमर नैनोकम्पोजिट के प्रतिदीप्त गुण और नाइट्रोमेथेन के साथ इसकी शमन| journal = Journal of Fluorescence | volume = 20 | issue = 1 | pages = 143–51 | date = January 2010 | pmid = 19728051 | doi = 10.1007/s10895-009-0532-5 | s2cid = 10846628 }}</ref> एवं धातु [[कटियन]] [[ फोटो पहचान ]] के लिए प्रथम एवं दूसरी पीढ़ी के डेनड्रीमर्स<ref>{{cite journal | vauthors = Grabchev I, Staneva D, Chovelon JM |year=2010|title=Photophysical investigations on the sensor potential of novel, poly(propylenamine) dendrimers modified with 1,8-naphthalimide units|journal=Dyes and Pigments|volume=85|issue=3|pages=189–193|doi=10.1016/j.dyepig.2009.10.023}}</ref> है। वृक्ष के समान संरचनाओं में कई पहचान एवं बाध्यकारी साइटों की संभावना के कारण इस क्षेत्र में अनुसंधान हो रहा है। | |||
=== नैनोकण === | === नैनोकण === | ||
डेनड्रीमर्स का उपयोग मोनोडिस्पर्स धातु नैनोकणों के संश्लेषण में भी किया जाता है। पॉली (एमिडोएमाइड), यापीएएमएएम, डेनड्रीमर का उपयोग उनके तृतीयक अमाइन समूहों के लिए डेनड्रीमर के भीतर शाखाओं में बँटने के लिए किया जाता है। धातु आयनों को जलीय डेनड्रीमर समाधान में प्रस्तुत किया जाता है एवं धातु आयन तृतीयक अमाइन में सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के साथ जटिल बनाते हैं। संकुलन के पश्चात, आयन नैनोपार्टिकल बनाने के लिए अपने शून्यसंयोजी अवस्था में कम हो जाते हैं जो डेनड्रीमर के अंदर समाहित हो जाता है। इन नैनोकणों की चौड़ाई 1.5 से 10 नैनोमीटर तक होती है एवं इन्हें [[डेंड्रिमर-एनकैप्सुलेटेड नैनोपार्टिकल्स|डेनड्रीमर-एनकैप्सुलेटेड नैनोपार्टिकल्स]] कहा जाता है।<ref>{{cite journal | vauthors = Scott RW, Wilson OM, Crooks RM | title = डेंड्रिमर-एनकैप्सुलेटेड नैनोकणों का संश्लेषण, लक्षण वर्णन और अनुप्रयोग| journal = The Journal of Physical Chemistry B | volume = 109 | issue = 2 | pages = 692–704 | date = January 2005 | pmid = 16866429 | doi = 10.1021/jp0469665 }}</ref> | |||
=== अन्य अनुप्रयोग === | === अन्य अनुप्रयोग === | ||
आधुनिक खेती में कीटनाशकों, शाकनाशियों एवं कीटनाशकों के व्यापक उपयोग को देखते हुए, कंपनियां स्वस्थ पौधों की वृद्धि को सक्षम करने एवं पौधों की बीमारियों से लड़ने में | आधुनिक खेती में कीटनाशकों, शाकनाशियों एवं कीटनाशकों के व्यापक उपयोग को देखते हुए, कंपनियां स्वस्थ पौधों की वृद्धि को सक्षम करने एवं पौधों की बीमारियों से लड़ने में सहायता करने के लिए एग्रोकेमिकल्स के वितरण में सुधार करने में सहायता के लिए डेनड्रीमर्स का भी उपयोग कर रही हैं।<ref>{{Cite web|url=http://www.labonline.com.au/content/life-scientist/news/dendrimer-technology-licensed-for-herbicide-701112647|title=हर्बिसाइड के लिए लाइसेंस प्राप्त डेंड्रिमर तकनीक|website=www.labonline.com.au|access-date=2016-09-25}}</ref>[[रक्त के विकल्प]] के रूप में उपयोग के लिए डेनड्रीमर्स की भी शोध की जा रही है। हीम-मिमेटिक सेंटर के समीप उनका स्टेरिक बल्क मुक्त हीम की उपेक्षा में गिरावट को धीमा कर देता है,<ref>{{cite journal|vauthors=Twyman LJ, Ge Y|date=April 2006|title=हीम प्रोटीन मॉडल के रूप में पोर्फिरिन कोरड हाइपरब्रांक्ड पॉलिमर|journal=Chemical Communications|issue=15|pages=1658–60|doi=10.1039/b600831n|pmid=16583011}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Twyman LJ, Ellis A, Gittins PJ|date=January 2012|title=पाइरिडिन ने हाइपरब्रांक्ड पॉलिमर को हीम युक्त प्रोटीन के मिमिक मॉडल के रूप में समझाया, जो दिलचस्प और असामान्य पोर्फिरिन-लिगैंड ज्यामिति भी प्रदान करता है।|journal=Chemical Communications|volume=48|issue=1|pages=154–6|doi=10.1039/c1cc14396d|pmid=22039580}}</ref> एवं मुक्त हीम द्वारा प्रदर्शित [[cytotoxicity|साइटोटॉक्सीसिटी]] को रोकता है। डेंड्राइटिक फंक्शनल पॉलीमर पोलीएमिडोएमीन (पीएएमएएम) का उपयोग कोर शेल संरचना यानी माइक्रोकैप्सूल तैयार करने के लिए किया जाता है एवं इसका उपयोग पारंपरिक के स्व-उपचार कोटिंग्स के निर्माण <ref>Tatiya, Pyus D., et al. "Novel polyurea microcapsules using dendritic functional monomer: synthesis, characterization, and its use in self-healing and anticorrosive polyurethane coatings." Industrial & Engineering Chemistry Research 52.4 (2013): 1562-1570.</ref> एवं नवीकरणीय उत्पत्ति है।<ref>Chaudhari, Ashok B., et al. "Polyurethane prepared from neem oil polyesteramides for self-healing anticorrosive coatings." Industrial & Engineering Chemistry Research 52.30 (2013): 10189-10197.</ref> | ||
[[रक्त के विकल्प]] के रूप में उपयोग के लिए | |||
डेंड्राइटिक फंक्शनल पॉलीमर पोलीएमिडोएमीन ( | |||
===दवा वितरण=== | ===दवा वितरण=== | ||
ड्रग-डिलीवरी | ड्रग-डिलीवरी प्रणालीमें डेनड्रीमर्स विभिन्न मेजबान-अतिथि इंटरैक्शन का उदाहरण है। मेजबान एवं अतिथि, डेनड्रीमर एवं दवा के मध्य क्रमशः हाइड्रोफोबिक या सहसंयोजक हो सकता है। मेजबान एवं अतिथि के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन को एनकैप्सुलेटेड माना जाता है, अपितु सहसंयोजक इंटरैक्शन को संयुग्मित माना जाता है। दवा में डेनड्रीमर्स के उपयोग ने दवा की घुलनशीलता एवं जैवउपलब्धता को बढ़ाकर दवा वितरण में सुधार दिखाया है। संयोजन के रूप में, डेनड्रीमर्स सेलुलर तेज एवं लक्ष्यीकरण क्षमता दोनों को बढ़ा सकते हैं, एवं दवा प्रतिरोध को कम कर सकते हैं।<ref name="ReferenceA">{{cite journal | title = Pharmaceutical applications of dendrimers: promising nanocarriers for drug discovery | journal = [[Frontiers in Bioscience]] | year = 2008 | volume = 13 | pages = 1447–1471 | doi = 10.2741/2774 | author1 = Cheng, Y. | author2 = Wang, J. | author3 = Rao, T. | author4 = He, X. | author5 = Xu, T. | issue = 13| pmid = 17981642 | doi-access = free }}</ref>विभिन्न नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी ड्रग्स (एनएसएआईडी) की घुलनशीलता तब बढ़ जाती है जब उन्हेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स में एनकैप्सुलेट किया जाता है।<ref>{{cite journal | title = संभावित दवा वाहक के रूप में डेंड्रिमर्स। भाग I. Polyamidoamine Dendrimers की उपस्थिति में गैर-स्टेरायडल विरोधी भड़काऊ दवाओं के घुलनशीलता| journal = [[European Journal of Medicinal Chemistry]] | year = 2005 | volume = 40 | pages = 1188–1192 | doi = 10.1016/j.ejmech.2005.06.010 | author1 = Cheng, Y. | author2 = Xu, T. | issue = 11| pmid = 16153746 }}</ref> इस अध्ययन से ज्ञात होता है कि एनएसएआईडी घुलनशीलता में वृद्धिपीएएमएएम में सतह अमाइन समूहों एवं एनएसएआईडी में पाए जाने वाले कार्बोक्सिल समूहों के मध्य इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण होती है। घुलनशीलता में वृद्धि में योगदान दवाओं में सुगंधित समूहों एवं डेनड्रीमर के आंतरिक गुहाओं के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन हैं।<ref>{{cite journal | title = Polyamidoamine dendrimers केटोप्रोफेन की घुलनशीलता बढ़ाने के रूप में उपयोग किया जाता है| journal = [[European Journal of Medicinal Chemistry]] | year = 2005| volume = 40 | pages = 1390–1393 | doi = 10.1016/j.ejmech.2005.08.002 | author1 = Cheng, Y. | author2 = Xu, T | author3 = Fu, R | issue = 12| pmid = 16226353 }}</ref> जब एक दवा एक डेनड्रीमर के भीतर समाहित हो जाती है, तो इसके भौतिक एवं शारीरिक गुण अपरिवर्तित रहते हैं, जिसमें अन्य-विशिष्टता एवं विषाक्तता सम्मिलित है। चूँकि, जब डेनड्रीमर एवं दवा सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं, तो इसका उपयोग विशिष्ट ऊतक लक्ष्यीकरण एवं नियंत्रित रिलीज दरों के लिए किया जा सकता है।<ref name="ReferenceB">{{cite journal | title =Dendrimers as drug carriers: Applications in different routes of drug administration | journal = [[Journal of Pharmaceutical Sciences]] | year = 2007| volume = 97 | pages = 123–143 | doi = 10.1002/jps.21079 | author1 = Cheng, Y. | author2 = Xu, Z | author3 = Ma, M. | author4 = Xu, T.| issue = 1 | pmid = 17721949 }}</ref> डेंड्रीमर सतहों पर कई दवाओं का सहसंयोजक संयुग्मन अघुलनशीलता की समस्या उत्पन कर सकता है।<ref name="ReferenceB"/><ref>{{cite journal | title = Dendrimer–drug interactions | journal = [[Advanced Drug Delivery Reviews]] | year = 2005 | volume = 57| pages = 2147–2162 | doi = 10.1016/j.addr.2005.09.012 | author1 = D’Emanuele, A | author2 = Attwood, D | issue = 15 | pmid = 16310283}}</ref>इस सिद्धांत का कैंसर उपचार अनुप्रयोग के लिए भी अध्ययन किया जा रहा है। कई समूहों ने कैंसर रोधी दवाओं जैसे [[कैम्पटोथेसिन]], मेथोट्रेक्सेट एवं [[डॉक्सोरूबिसिन]] को एनकैप्सुलेट किया है। इन शोधों के परिणामों से ज्ञात होता है कि डेनड्रीमर्स ने जलीय विलेयता में वृद्धि की है, रिलीज़ दर को धीमा किया है, एवं संभवतः दवाओं की साइटोटोक्सिसिटी को नियंत्रित किया है।<ref name="ReferenceA"/>[[सिस्प्लैटिन]] कोपीएएमएएम डेनड्रीमर्स से संयुग्मित किया गया है जिसके परिणामस्वरूप ऊपर सूचीबद्ध समान औषधीय परिणाम मिले, परन्तु संयुग्मन ने अंतःशिरा प्रशासन में ठोस ट्यूमर में सिस्प्लैटिन को एकत्रित करने में भी सहायता की है।<ref>{{cite journal | doi = 10.1097/00001813-199909000-00010 | title = Dendrimer-platinate: a novel approach to cancer chemotherapy | journal = [[Anti-Cancer Drugs]] | year = 1999 | volume = 10 | pages = 767–776 | author1 = Malik, N. | author2 = Evagorou, E. | author3 = Duncan, R. | issue = 8 | pmid=10573209}}</ref> | ||
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Latest revision as of 12:36, 30 October 2023
डेनड्रीमर्स अत्यधिक क्रमबद्ध, ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) अणु हैं।[1][2] डेनड्रीमर के समानार्थक शब्दों में आर्बोरोल्स और कैस्केड अणु सम्मिलित हैं। सामान्यतः, डेनड्रीमर्स कोर के विषय में सममित होते हैं, और प्रायः गोलाकार त्रि-आयामी आकृति विज्ञान को स्वीकार करते हैं। डेंड्रॉन शब्द भी प्रायः पाया जाता है। डेंड्रॉन में सामान्यतः रासायनिक ज्ञात योग्य समूह होता है जिसे फोकल पॉइंट या कोर कहा जाता है। डेंड्रोन और डेनड्रीमर्स के मध्य के अंतर को शीर्ष आकृति में प्रदर्शित किया गया है, परन्तु सामान्यतः शब्दों का परस्पर विनिमय किया जाता है।[3]
IUPAC definition
डेंड्रिमर' समान डेंड्रिमर अणुओं से बना पदार्थ है।
डेंड्रीमर अणु एकल संवैधानिक इकाई से निकलने वाले डेंड्रोन से युक्त अणु है।
डेंड्रोन
केवल मुक्त वैलेंस वाले अणु का भाग, जिसमें विशेष रूप से डेंड्राइटिक और टर्मिनल संवैधानिक दोहराव वाली इकाइयाँ शामिल हैं और जिसमें फ्री वैलेंस से किसी भी अंत-समूह तक प्रत्येक पथ में समान संख्या में संवैधानिक दोहराई जाने वाली इकाइयाँ सम्मिलित हैं। नोट 1: संवैधानिक दोहराई जाने वाली इकाइयों की प्रकृति का निर्धारण करने के उद्देश्य से फ्री वैलेंस को सीआरयू के कनेक्शन के रूप में माना जाता है। नोट 2: डेंड्रिमर अणु जिसमें केवल डेंड्रॉन होता है, उसे कभी-कभी डेंड्रोन, मोनोडेन्ड्रॉन या फंक्टी के रूप में जाना जाता है। नोट 3: डेंड्रोन में, संवैधानिक इकाइयों के मैक्रोसायकल अनुपस्थित हैं । [4]
मुलेन एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई प्रथम पीढ़ी के पॉलीफेनिलीन डेनड्रीमर की क्रिस्टल संरचना[5]
1978 में फ्रिट्ज़ वोगल द्वारा विभिन्न विधियों द्वारा प्रथम डेनड्रीमर्स बनाया गया था,[7] आर.जी. 1981 में सहयोगी निगम में डेन्केवाल्टर,[8][9] 1983 में डॉव केमिकल में डोनाल्ड तमालिया [10] एवं 1985 में,[11][12] जॉर्ज आर. न्यूकोम द्वारा बनाया गया था।[13] 1990 में क्रेग हॉकर एवं जीन फ्रेचेट द्वारा अभिसरण विधियों का प्रारम्भ किया गया था।[14] डेनड्रीमर्स की लोकप्रियता अधिक बढ़ गई, जिसके परिणामस्वरूप वर्ष 2005 तक 5,000 से अधिक वैज्ञानिक दस्तावेज एवं पेटेंट हो गए है।
गुण
वृक्ष के समान अणुओं संरचनात्मक पूर्णता की विशेषता है। डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन मोनोडिसपर्स हैं एवं सामान्यतः अत्यधिक सममित, गोलाकार यौगिक होते हैं। वृक्ष के समान अणुओं के क्षेत्र को कम आणविक भार एवं उच्च आणविक भार प्रजातियों में विभाजित किया जा सकता है। प्रथम श्रेणी में डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन सम्मिलित हैं, एवं उसके पश्चात डेंड्रोनाइज़्ड पॉलिमर, हाइपरब्रांक्ड पॉलिमर एवं पॉलिमर ब्रश सम्मिलित हैं।
वैन डेर वाल्स सतह पर कार्यात्मक समूहों द्वारा डेनड्रीमर्स के गुणों का प्रभुत्व है, चूँकि, आंतरिक कार्यक्षमता वाले डेनड्रीमर्स के उदाहरण हैं।[15][16][17] कार्यात्मक अणुओं के डेंड्राइटिक आण्विक कैप्सूलीकरण सक्रिय साइट के भिन्न-भिन्न के लिए अनुमति देता है, संरचना जो बायोमटेरियल्स में सक्रिय साइटों की नकल करती है।[18][19][20] साथ ही, आवेशित प्रजातियों या अन्य हाइड्रोफिलिक समूहों के साथ उनके बाहरी आवरण को क्रियाशील करके, अधिकांश पॉलिमर के विपरीत, डेनड्रीमर्स को पानी में घुलनशील बनाना संभव है। डेनड्रीमर्स के अन्य नियंत्रित गुणों में विषाक्तता, क्रिस्टलीयता, टेक्टो-डेनड्रीमर गठन, एवं चिरलिटी (रसायन विज्ञान) सम्मिलित हैं।[3]
डेनड्रीमर्स को पीढ़ी द्वारा भी वर्गीकृत किया जाता है, जो इसके संश्लेषण के समय बार-बार शाखाओं में बंटने वाले चक्रों की संख्या को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, यदि अभिसरण संश्लेषण द्वारा डेनड्रीमर बनाया जाता है, एवं शाखाओं की प्रतिक्रिया तीन बार कोर अणु पर की जाती है, तो परिणामी डेंड्रीमर को तीसरी पीढ़ी का डेनड्रीमर माना जाता है। प्रत्येक क्रमिक पीढ़ी के परिणामस्वरूप पिछली पीढ़ी के आणविक भार का लगभग दोगुना आणविक भार होता है। उच्च पीढ़ी के डेंड्रीमर्स में सतह पर अधिक उजागर कार्यात्मक समूह भी होते हैं, जिन्हें पश्चात में किसी दिए गए एप्लिकेशन के लिए डेनड्रीमर को अनुकूलित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।[21]
संश्लेषण
दूसरी पीढ़ी के आर्बोरोल का संश्लेषण पूर्व डेंड्रीमर्स में से न्यूकोम डेनड्रीमर को 1985 में संश्लेषित किया गया था। इस मैक्रो मोलेक्यूल को सामान्यतः आर्बोरोल नाम से भी जाना जाता है। यह आंकड़ा भिन्न मार्ग के माध्यम से आर्बोरोल की प्रथम दो पीढ़ियों के तंत्र को रेखांकित करता है। डाइमिथाइलफोर्माइड एवं बेंजीन में ट्राइथाइल सोडियोमेथेनेट्रिकारबॉक्साइलेट द्वारा 1-ब्रोमोपेंटेन के न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन द्वारा संश्लेषण प्रारंभ किया गया है। एस्टर समूह तब सुरक्षात्मक समूह चरण में लिथियम एल्यूमीनियम हाइड्राइड द्वारा अल्कोहल (रसायन विज्ञान) में कार्बनिक कमी थे। अल्कोहल समूहों को टॉसिल क्लोराइड एवं पिरिडीन के साथ टॉसिलेट समूहों में परिवर्तित करके श्रृंखला के सिरों की सक्रियता प्राप्त की गई है। टॉसिल समूह ने तब ट्राईकार्बोक्सिलेट के साथ अन्य प्रतिक्रिया में समूहों को छोड़ने के रूप में कार्य किया, जिससे पीढ़ी दो का निर्माण हुआ है। आगे दो चरणों की पुनरावृत्ति आर्बोरोल की उच्च पीढ़ी की ओर ले जाती है।[13]
पॉली (एमिडोएमाइन), या पैम, सबसे प्रसिद्ध डेनड्रीमर है। पीएएमएएम का कोर डायमाइन (सामान्यतः एथिलीनडायमाइन) है, जिसे मिथाइल एक्रिलाट के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, एवं फिर पीढ़ी-0 (G-0) पीएएमएएम बनाने के लिए एथिलीनडायमाइन होता है। निरंतर प्रतिक्रियाएं उच्च पीढ़ी बनाती हैं, जिनमें भिन्न-भिन्न गुण होते हैं। निचली पीढ़ियों को बिना प्रशंसनीय आंतरिक क्षेत्रों वाले लचीले अणुओं के रूप में माना जा सकता है, मध्यम आकार (G-3 या G-4) में आंतरिक स्थान होता है जो अनिवार्य रूप से डेनड्रीमर के बाहरी आवरण से भिन्न होता है। अधिक बड़े (जी-7 एवं अधिक) डेनड्रीमर्स को उनके बाहरी खोल की संरचना के कारण अधिक घने सतहों वाले ठोस कणों के जैसे माना जा सकता है। पीएएमएएम डेनड्रीमर्स की सतह पर कार्यात्मक समूह रसायन विज्ञान पर क्लिक करने के लिए आदर्श है, जो कई संभावित अनुप्रयोगों को उत्पन करती है।[22]
डेनड्रीमर्स के तीन प्रमुख भाग माने जा सकते हैं कोर, आंतरिक शेल एवं बाहरी शेल हैं। आदर्श रूप से, विशेष अनुप्रयोगों के लिए घुलनशीलता, थर्मल स्थिरता एवं यौगिकों के परस्पर जैसे गुणों को नियंत्रित करने के लिए इनमें से प्रत्येक भाग में भिन्न-भिन्न कार्यक्षमता रखने के लिए डेनड्रीमर को संश्लेषित किया जा सकता है। सिंथेटिक प्रक्रियाएं भी डेंड्रीमर पर शाखाओं के आकार एवं संख्या को उचित से नियंत्रित कर सकती हैं। डेंड्रीमर सिंथेसिस, भिन्न संश्लेषण एवं अभिसरण संश्लेषण की दो परिभाषित विधियाँ हैं। चूँकि, क्योंकि वास्तविक प्रतिक्रियाओं में सक्रिय साइट की सुरक्षा के लिए आवश्यक कई चरण होते हैं, किसी भी विधि का उपयोग करके डेनड्रीमर्स को संश्लेषित करना जटिल होता है। इससे डेनड्रीमर्स को बनाना एवं खरीदना अधिक मूल्यवान हो जाता है। इस समय, कुछ ही कंपनियां हैं जो डेनड्रीमर्स बेचती हैं; पॉलिमर फैक्ट्री स्वीडन एबी[23] बायोकंपैटिबल बीआईएस-एमपीए डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रिटेक का व्यावसायीकरण करता है[24] पमम डेनड्रीमर्स का किलोग्राम-स्केल उत्पादक है। नैनोसिंथंस, एलएलसी[25] माउंट प्लीजेंट, मिशिगन, यूएसए से पामम डेनड्रीमर्स एवं अन्य डेनड्रीमर्स का उत्पादन होता है।
भिन्न-भिन्न उपाय
डेनड्रीमर्स के डायवर्जेंट सिंथेसिस का योजनाबद्ध डेनड्रीमर को बहुक्रियाशील कोर से इकट्ठा किया जाता है, जो प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला द्वारा बाहर की ओर बढ़ाया जाता है, सामान्यतः माइकल प्रतिक्रिया है। डेनड्रीमर में त्रुटियों को रोकने के लिए प्रतिक्रिया के प्रत्येक चरण को पूर्ण करने के लिए प्रेरित किया जाना चाहिए, जिससे अनुगामी पीढ़ियां हो सकती हैं (कुछ शाखाएं दूसरों की उपेक्षा में छोटी हैं)। अशुद्धियाँ डेनड्रीमर की कार्यक्षमता एवं समरूपता को प्रभावित कर सकती हैं, परन्तु इसे शुद्ध करना अधिक जटिल होता है क्योंकि उचित एवं अपूर्ण डेनड्रीमर के मध्य सापेक्ष आकार का अंतर अधिक छोटा होता है।[21]
अभिसारी उपाय
डेनड्रीमर्स के अभिसरण संश्लेषण की योजनाबद्ध डेनड्रीमर्स छोटे अणुओं से निर्मित होते हैं जो गोले की सतह पर समाप्त होते हैं, एवं प्रतिक्रियाएं अंदर की ओर बढ़ती हैं एवं अंततः कोर से जुड़ी होती हैं। इस विधि से मार्ग में आने वाली अशुद्धियों एवं छोटी शाखाओं को निकालना अधिक सरल हो जाता है, जिससे अंतिम डेनड्रीमर अधिक मोनोडिस्पर्स जाता है। चूँकि, इस प्रकार से बने डेनड्रीमर्स उतने बड़े नहीं होते हैं जितने भिन्न-भिन्न उपाय से बनाए जाते हैं क्योंकि कोर के साथ स्टेरिक प्रभाव के कारण भीड़ सीमित होती है।[21]
डेनड्रीमर्स क्लिक केमिस्ट्री के माध्यम से निर्माण किए गए हैं, डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाओं को नियोजित करते हुए,[27] थिओल-ईन एवं थिओल-येन प्रतिक्रिया [28] एवं एज़ाइड अल्काइन ह्यूजेन साइक्लोएडिशन हैं।[29][30][31]
डेनड्रीमर संश्लेषण में इस रसायन की शोध करके पर्याप्त मार्ग प्राप्त किए जा सकते हैं।
अनुप्रयोग
डेनड्रीमर्स के अनुप्रयोगों में सामान्यतः अन्य रासायनिक प्रजातियों को डेनड्रीमर सतह पर संयुग्मित करना सम्मिलित होता है जो डिटेक्टिंग एजेंटों (जैसे डाई अणु), एफ़िनिटी लाइगैंडों, लक्षित घटकों, रेडिओलिगैंड्स, कंट्रास्ट माध्यमों, या फार्मास्यूटिकली सक्रिय यौगिकों के रूप में कार्य कर सकता है। इन अनुप्रयोगों के लिए डेनड्रीमर्स की अधिक जटिल क्षमता होती है क्योंकि उनकी संरचना बहुसंख्यक प्रणालियों को उत्पन कर सकती है। दूसरे शब्दों में, डेनड्रीमर अणु में सक्रिय प्रजाति से जुड़ने के लिए सैकड़ों संभावित स्थान हैं। शोधकर्ताओं ने डेन्ड्रिटिक मीडिया के हाइड्रोफोबिक वातावरण का उपयोग फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं का संचालन करने के लिए किया है जो कि कृत्रिम रूप लक्ष्य से चुनौती वाले उत्पादों को उत्पन्न करते हैं। कार्बोक्जिलिक एसिड एवं फिनोल-टर्मिनेटेड पानी में घुलनशील डेनड्रीमर्स को दवा वितरण में उनकी उपयोगिता स्थापित करने के साथ-साथ उनके आतंरिक भागो में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए संश्लेषित किया गया था।[32] यह शोधकर्ताओं को लक्षित अणुओं एवं दवा के अणुओं को एक ही डेनड्रीमर से जोड़ने की अनुमति दे सकता है, जो स्वस्थ कोशिकाओं पर दवाओं के नकारात्मक दुष्प्रभावों को कम कर सकता है।[22]डेनड्रीमर्स का उपयोग घुलनशील एजेंट के रूप में भी किया जा सकता है। 1980 के दशक के मध्य में उनके परिचय के पश्चात से, डेनड्रीमर आर्किटेक्चर का यह उपन्यास वर्ग मेजबान-अतिथि रसायन शास्त्र के लिए प्रमुख उम्मीदवार रहा है।[33] हाइड्रोफोबिक कोर एवं हाइड्रोफिलिक परिधि वाले डेनड्रीमर्स ने मिसेल जैसा व्यवहार प्रदर्शित किया है एवं समाधान में कंटेनर गुण हैं।[34] 1985 में न्यूकोम द्वारा अनिमोलेक्युलर मिसेल के रूप में डेनड्रीमर्स का उपयोग प्रस्तावित किया गया था।[35] इस सादृश्य ने घुलनशील एजेंटों के रूप में डेनड्रीमर्स की उपयोगिता पर प्रकाश डाला है।[36] फार्मास्युटिकल उद्योग में उपलब्ध अधिकांश दवाएं प्रकृति में हाइड्रोफोबिक हैं एवं यह गुण विशेष रूप से प्रमुख सूत्रीकरण समस्याएं पैदा करता है। डेंड्रिमेरिक मचान द्वारा दवाओं की इस कमी को दूर किया जा सकता है, जिसका उपयोग पानी के साथ व्यापक हाइड्रोजन बॉन्डिंग में भाग लेने के लिए ऐसे मचानों की क्षमता के कारण दवाओं को घेरने के साथ-साथ दवाओं को घोलने के लिए भी किया जा सकता है।[37][38][39][40][41][42] डेनड्रीमर लैब दवा वितरण के लिए डेनड्रीमर का पता लगाने के लिए डेनड्रीमर के सॉल्युबिलाइजिंग विशेषता में हेरफेर करने की प्रयास कर रहे हैं[43][44] एवं विशिष्ट वाहकों को लक्षित करने के लिए है।[45][46][47]डेनड्रीमर्स को फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों में उपयोग करने में सक्षम होने के लिए, उन्हें बाजार तक पहुंचने के लिए आवश्यक नियामक दवा विकास को पार करना होगा। इसे प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया डेंड्रीमर मचान पॉलीएथॉक्सीएथिलग्लिसिनामाइड (पीईई-जी) डेंड्रीमर है।[48][49] इस डेनड्रीमर मचान को उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी शुद्धता, स्थिरता, जलीय घुलनशीलता एवं कम अंतर्निहित विषाक्तता के लिए डिज़ाइन प्रदर्शित किया गया है।
दवा वितरण
बहुलक वाहकों का उपयोग करके अपरिवर्तित प्राकृतिक उत्पादों को वितरित करने के दृष्टिकोण व्यापक रुचि रखते हैं। जल विरोधी यौगिकों के एनकैप्सुलेशन एवं एंटीकैंसर दवाओं के वितरण के लिए डेनड्रीमर्स का पता लगाया गया है। डेनड्रीमर्स की भौतिक विशेषताएं, जिनमें उनकी मोनोडिस्पेरिटी, पानी में घुलनशीलता, एनकैप्सुलेशन क्षमता एवं बड़ी संख्या में कार्यात्मक परिधीय समूह सम्मिलित हैं, इन मैक्रोमोलेक्यूल्स को दवा वितरण वाहनों के लिए उपयुक्त उम्मीदवार बनाते हैं।
दवा वितरण में डेंड्रीमर रासायनिक संशोधनों की भूमिका
रासायनिक संशोधनों की विस्तृत श्रृंखला के कारण डेनड्रीमर्स विशेष रूप से बहुमुखी दवा वितरण उपकरण हैं जिन्हें विवो उपयुक्तता में वृद्धि करने एवं साइट-विशिष्ट लक्षित दवा वितरण के लिए अनुमति दी जा सकती है।
डेंड्रीमर के लिए ड्रग अटैचमेंट (1) डेनड्रीमर प्रोड्रग बनाने वाले डेनड्रीमर की बाहरी सतह के लिए सहसंयोजक लगाव या संयुग्मन द्वारा पूरा किया जा सकता है, (2) आवेशित बाहरी कार्यात्मक समूहों के लिए आयनिक समन्वय, या (3) मिसेल-जैसे एनकैप्सुलेशन डेनड्रीमर-ड्रग सुपरमॉलेक्यूलर असेंबली के माध्यम से दवा है।[50][51] डेनड्रीमर प्रोड्रग संरचना के विषय में, डेनड्रीमर को दवा से जोड़ना वांछित रिलीज कैनेटीक्स के आधार पर प्रत्यक्ष या लिंकर-मध्यस्थ हो सकता है। ऐसा लिंकर पीएच-संवेदनशील, एंजाइम उत्प्रेरित या डाइसल्फ़ाइड ब्रिज हो सकता है। डेनड्रीमर्स के लिए उपलब्ध टर्मिनल कार्यात्मक समूहों की विस्तृत श्रृंखला कई भिन्न-भिन्न प्रकार के लिंकर केमिस्ट्री की अनुमति देती है, जो प्रणाली पर ट्यून करने योग्य घटक प्रदान करती है। लिंकर रसायन शास्त्र के लिए विचार करने के लिए मुख्य पैरामीटर हैं (1) लक्ष्य साइट पर पहुंचने पर रिलीज तंत्र, चाहे वह सेल के अंदर हो या निश्चित अंग प्रणाली में हो, (2) ड्रग-डेन्ड्रिमर स्पेसिंग जिससे लिपोफिलिक दवाओं को फोल्ड होने से रोका जा सकता है। डेनड्रीमर, लिंकर डिग्रेडेबिलिटी एवं दवाओं पर पोस्ट-रिलीज़ ट्रेस संशोधन है।[52][53]
पॉलीथीन ग्लाइकॉल (पीईजी) डेनड्रीमर्स के लिए उनके सतह चार्ज एवं परिसंचरण समय को संशोधित करने के लिए समान संशोधन है। सरफेस चार्ज जैविक प्रणालियों के साथ डेनड्रीमर्स के विचार को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि एमाइन-टर्मिनल संशोधित डेनड्रीमर्स, जिसमें आयनिक चार्ज के साथ सेल मेम्ब्रेन के साथ विचार करने की प्रवृत्ति होती है। विवो के कुछ अध्ययनों ने झिल्ली पारगम्यता के माध्यम से पॉलीकेशनिक डेनड्रीमर्स को साइटोटोक्सिक होने के लिए दिखाया है, ऐसी घटना जिसे अमीन समूहों पर पेगिलेशन कैप्स के अतिरिक्त आंशिक रूप से कम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम साइटोटोक्सिसिटी एवं कम लाल रक्त कोशिका हेमोलिसिस होता है।[54][55] इसके अतिरिक्त, अध्ययनों में पाया गया है कि डेनड्रीमर्स के पेगिलेशन के परिणामस्वरूप उच्च दवा लोडिंग, धीमी दवा रिलीज, विवो में लंबे समय तक परिसंचरण समय एवं पीईजी संशोधनों के बिना समकक्षों की उपेक्षा में कम विषाक्तता होती है।[56][55]
डेनड्रीमर बायोडिस्ट्रीब्यूशन को संशोधित करने एवं विशिष्ट अंगों को लक्षित करने की अनुमति देने के लिए कई लक्ष्यीकरण मौकों का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, फोलेट रिसेप्टर्स ट्यूमर कोशिकाओं में अतिप्रवाहित होते हैं एवं केमोथेरापी के स्थानीय दवा वितरण के लिए लक्ष्य का वादा कर रहे हैं। कैंसर के माउस मॉडल में मेथोट्रेक्सेट जैसे कीमोथेरेप्यूटिक्स के ऑन-टार्गेट साइटोटोक्सिसिटी को बनाए रखते हुए पैमम डेनड्रीमर्स के लिए फोलिक एसिड संयुग्मन लक्ष्यीकरण को बढ़ाने एवं ऑफ-टार्गेट विषाक्तता को कम करने के लिए प्रदर्शित किया गया है।[56][57]सेल लक्ष्यों के लिए डेनड्रीमर्स के एंटीबॉडी-मध्यस्थता लक्ष्यीकरण ने भी लक्षित दवा वितरण के लिए वादा है। जैसा कि एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स (ईजीएफआर) प्रायः ब्रेन ट्यूमर में ओवरएक्सप्रेस्ड होते हैं, ईजीएफआर साइट-विशिष्ट दवा वितरण के लिए सुविधाजनक लक्ष्य हैं। प्रभावी न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी के लिए कैंसर कोशिकाओं को बोरॉन की डिलीवरी महत्वपूर्ण है, कैंसर उपचार जिसके लिए कैंसर कोशिकाओं में बोरॉन की बड़ी मात्रा एवं स्वस्थ कोशिकाओं में कम सांद्रता की आवश्यकता होती है। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी दवा के साथ संयुग्मित बोरोनेटेड डेनड्रीमर, जो ईजीएफआर को लक्षित करता है, का उपयोग चूहों में कैंसर कोशिकाओं को बोरोन को सफलतापूर्वक वितरित करने के लिए किया गया था।[58]सह-संस्कृति परिदृश्य में कोलोरेक्टल (HCT-116) कैंसर कोशिकाओं के लक्षित विनाश के लिए पेप्टाइड्स के साथ नैनो कण डेनड्रीमर्स को संशोधित करना भी सफल रहा है। लक्ष्य पेप्टाइड का उपयोग साइट- या सेल-विशिष्ट डिलीवरी को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, एवं यह दिखाया गया है कि ये पेप्टाइड डेनड्रीमर्स के साथ जोड़े जाने पर लक्ष्यीकरण विशिष्टता में वृद्धि करते हैं। विशेष रूप से, जेमिसिटाबाइन-लोडेड वाईआईजीएसआर- सीएम चैट/ पीएएमएएम, अद्वितीय प्रकार का डेनड्रीमर नैनोपार्टिकल, इन कैंसर कोशिकाओं पर लक्षित मृत्यु दर को प्रेरित करता है। यह लेमिनिन रिसेप्टर्स के साथ डेनड्रीमर की चयनात्मक बातचीत के माध्यम से किया जाता है। पेप्टाइड डेनड्रीमर्स को भविष्य में कैंसर कोशिकाओं को ठीक से लक्षित करने एवं कीमोथेराप्यूटिक एजेंटों को वितरित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।[59]
रासायनिक लक्ष्यीकरण संशोधनों का उपयोग करके डेनड्रीमर्स के सेलुलर तेज तंत्र को भी ट्यून किया जा सकता है। गैर-संशोधितपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर को द्रव चरण एंडोसाइटोसिस द्वारा सक्रिय माइक्रोग्लिया में लिया जाता है। इसके विपरीत, हाइड्रॉक्सिलपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर्स का मैनोज संशोधन मैनोज-रिसेप्टर (सीडी206) मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस के आंतरिककरण के तंत्र को परिवर्तित करने में सक्षम था। इसके अतिरिक्त, मैनोज संशोधन रैबिटों के शरीर के बाकी हिस्सों में जैव वितरण को परिवर्तित करने में सक्षम था।[60]
फार्माकोकाइनेटिक्स एवं फार्माकोडायनामिक्स
डेनड्रीमर्स में दवा के फार्माकोकाइनेटिक्स एवं फार्माकोडायनामिक्स (पीके/पीडी) प्रोफाइल को पूर्ण करने से परिवर्तित करने की क्षमता है। वाहक के रूप में, पीके / पीडी अब दवा द्वारा ही निर्धारित नहीं किया जाता है, चूँकि डेनड्रीमर के स्थानीयकरण, दवा रिलीज एवं डेनड्रीमर उत्सर्जन द्वारा निर्धारित किया जाता है। डेनड्रीमर के आकार, संरचना एवं सतह की विशेषताओं में भिन्नता के कारण एडीएमई गुण अधिक ट्यून करने योग्य हैं। अपितु G9 डेनड्रीमर्स यकृत एवं प्लीहा को अधिक मात्रा में बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं, जी6 डेनड्रीमर्स अधिक व्यापक रूप से बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं। जैसे-जैसे आणविक भार बढ़ता है, मूत्र निकासी एवं प्लाज्मा निकासी कम हो जाती है, अपितु टर्मिनल आधा जीवन बढ़ जाता है।[54]
डिलीवरी के रास्ते
निर्धारित उपचार के साथ रोगी के अनुपालन को बढ़ाने के लिए, दवाओं के प्रशासन के अन्य उपायों की उपेक्षा में मौखिक रूप से दवाओं के वितरण को प्राथमिकता दी जाती है। चूँकि कई दवाओं की मौखिक जैव उपलब्धता अधिक कम होती है। मौखिक रूप से प्रशासित दवाओं की घुलनशीलता एवं स्थिरता को बढ़ाने एवं आंतों की झिल्ली के माध्यम से दवा के प्रवेश को बढ़ाने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग किया जा सकता है।[61]कीमोथेराप्यूटिक से संयुग्मितपीएएमएएम डेनड्रीमर्स की जैवउपलब्धता का चूहों में अध्ययन किया गया है; यह पाया गया कि मौखिक रूप से प्रशासित लगभग 9% डेनड्रीमर संचलन में पाया गया एवं आंत में न्यूनतम डेनड्रीमर गिरावट हुई।[62]अंतः शिरा डेनड्रीमर डिलीवरी शरीर में विभिन्न अंगों एवं यहां तक कि ट्यूमर तक जीन पहुंचाने के लिए जीन वैक्टर के रूप है। अध्ययन में ज्ञात किया गया कि शिरा इंजेक्शन के माध्यम से, पीपीआई डेनड्रीमर्स एवं जीन कॉम्प्लेक्स के संयोजन के परिणामस्वरूप जिगर में जीन की अभिव्यक्ति हुई, एवं अन्य अध्ययन से पता चला कि इसी प्रकार के इंजेक्शन ने देखे गए जानवरों में ट्यूमर के विकास को वापस कर दिया।[63][64]
ट्रांसडर्मल दवा वितरण में प्राथमिक बाधा एपिडर्मिस है। हाइड्रोफोबिक दवाओं को त्वचा की परत में घुसने में अधिक जटिल समय होता है, क्योंकि वे त्वचा के तेलों में भारी विभाजन करते हैं। हाल ही में,पीएएमएएम डेनड्रीमर का उपयोग हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ाने के लिए गैर स्टेरॉयडल भड़काऊ विरोधी दवा के लिए डिलीवरी वाहनों के रूप में किया गया है, जिससे ड्रग की पैठ अधिक हो गई है।[65] ये संशोधन पॉलिमरिक ट्रांसडर्मल एन्हांसर्स के रूप में कार्य करते हैं जिससे दवाएं अधिक सरलता से त्वचा की बाधा में प्रवेश कर जाती हैं।
डेनड्रीमर दवा वितरण के लिए नए नेत्र औषधि प्रशासन वाहनों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, जो वर्तमान में इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर से भिन्न-भिन्न हैं। वन्दममे एवं बोबेक द्वारा किए गए अध्ययन में दो मॉडल दवाओं के लिए रैबिटों में नेत्र वितरण वाहनों के रूप मेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स का उपयोग किया गया था एवं इस डिलीवरी के ओकुलर रेजिडेंस टाइम को तुलनीय एवं कुछ विषयों में ओकुलर डिलीवरी में उपयोग किए जाने वाले वर्तमानजैव चिपकने वाला पॉलिमर से अधिक मापा गया है।[66] यह परिणाम इंगित करता है कि प्रशासित दवाएं अधिक सक्रिय थीं एवं उनके मुक्त-दवा समकक्षों की उपेक्षामें डेनड्रीमर्स के माध्यम से वितरित किए जाने पर जैवउपलब्धता में वृद्धि हुई थी। इसके अतिरिक्त, फोटो-क्यूरेबल, ड्रग-एल्यूटिंग डेनड्रीमर-हायल्यूरोनिक एसिड हाइड्रोजेल का उपयोग कॉर्नियल टांके के रूप में सीधे आंख पर लगाया जाता है। इन हाइड्रोजेल टांके ने रैबिट के मॉडल में चिकित्सा उपकरण के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है जो कॉर्नियल स्कारिंग को कम करता है।[67]
ब्रेन ड्रग डिलीवरी
डेनड्रीमर्स दवा वितरण ने कई पारंपरिक रूप से जटिलदवा वितरण समस्याओं के संभावित समाधान के रूप में प्रमुख वचन दिया है। मस्तिष्क को दवा वितरण के विषय में, डेनड्रीमर्स बढ़ी हुई पारगम्यता एवं प्रतिधारण प्रभाव एवं रक्त-मस्तिष्क बाधा है | रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) हानि का लाभ उठाने में सक्षम हैं जिससे वीवो में प्रभावी ढंग से बीबीबी पार किया जा सके। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेडपीएएमएएम डेनड्रीमर्स मस्तिष्क में सूजन वाले बृहतभक्षककोशिका के लिए आंतरिक लक्ष्यीकरण क्षमता रखते हैं, मस्तिष्क पक्षाघात के रैबिट मॉडल में फ्लोरोसेंटली लेबल तटस्थ पीढ़ी डेनड्रीमर्स का उपयोग करके सत्यापित किया जाता है।[68] इस आंतरिक लक्ष्यीकरण ने विभिन्न स्थितियों में दवा वितरण को सक्षम किया है, सेरेब्रल पाल्सी एवं अन्य न्यूरोइंफ्लेमेटरी विकारों से लेकर दर्दनाक मस्तिष्क की चोट एवं हाइपोथर्मिक सर्कुलेटरी अरेस्ट तक, चूहों एवं रैबिटों से लेकर कैनाइन तक के विभिन्न प्रकार के पशु मॉडल है।[69][70][71] मस्तिष्क में डेनड्रीमर तेज सूजन एवं बीबीबी हानि की गंभीरता से संबंधित है एवं यह माना जाता है कि बीबीबी हानि डेनड्रीमर पैठ की अनुमति देने वाला प्रमुख ड्राइविंग कारक है।[72][68] सक्रिय माइक्रोग्लिया की ओर स्थानीयकरण भारी है। डेनड्रीमर-संयुग्मित एन-एसिटाइल सिस्टीन ने विवो में दवा के आधार पर मुफ्त दवा की उपेक्षामें 1000 गुना से अधिक कम खुराक पर विरोधी भड़काऊ के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है, सेरेब्रल पाल्सी, राइट सिंड्रोम, धब्बेदार अध: पतन एवं अन्य भड़काऊ रोगों के फेनोटाइप को विपरीत कर दिया है।[68]
नैदानिक परीक्षण
स्टारफार्मा, ऑस्ट्रेलियाई दवा कंपनी, के कई उत्पाद हैं जो या तो प्रयोग से ही उपयोग के लिए स्वीकृत हो चुके हैं या नैदानिक परीक्षण चरण में हैं। एसपीएल7013, जिसे एस्टोड्रीमर सोडियम के रूप में भी जाना जाता है, हाइपरब्रांच्ड पॉलीमर है जिसका उपयोग स्टारफार्मा की विवाजेल लाइन ऑफ फार्मास्यूटिकल्स में किया जाता है जो वर्तमान में बैक्टीरियल वेजिनोसिस के इलाज एवं यूरोप, दक्षिण पूर्व एशिया, जापान, कनाडा एवं ऑस्ट्रेलिया में एचआईवी, एचपीवी एवं एचएसवी के प्रसार को रोकने के लिए स्वीकृत है। एसपीएल7013 की व्यापक एंटीवायरल कार्रवाई के कारण, इसे हाल ही में कंपनी द्वारा SARS-CoV-2 के इलाज के लिए संभावित दवा के रूप में परीक्षण किया गया है। कंपनी का कहना है कि प्रारंभिक इन-विट्रो अध्ययन कोशिकाओं में SARS-CoV-2 संक्रमण को रोकने में उच्च प्रभावकारिता दिखाते हैं।[73]
जीन डिलीवरी एवं ट्रांसफेक्शन
कोशिका के आवश्यक भागों में डीएनए के टुकड़ों को पहुंचाने की क्षमता में कई चुनौतियाँ सम्मिलित हैं। डीएनए को नुकसान पहुँचाए या निष्क्रिय किए बिना जीनों को कोशिकाओं में भेजने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग करने के उपाय खोजने के लिए वर्तमान शोध किया जा रहा है। निर्जलीकरण के समय डीएनए की गतिविधि को बनाए रखने के लिए, डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स को पानी में घुलनशील बहुलक में समझाया गया था, एवं फिर कार्यात्मक बहुलक फिल्मों में तेजी से गिरावट दर के साथ एकत्रित किया गया था जिससे जीन संक्रमण को मध्यस्थ किया जा सके। इस पद्धति के आधार पर,पीएएमएएम डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स का उपयोग सब्सट्रेट मध्यस्थता जीन वितरण के लिए कार्यात्मक बायोडिग्रेडेबल पॉलीमर फिल्मों को एनकैप्सुलेट करने के लिए किया गया था। शोध से पता चला है कि तेजी से घटने वाले कार्यात्मक बहुलक में स्थानीय अभिकर्मक के लिए काफी संभावनाएं हैं।[74][75][76]
सेंसर
डेनड्रीमर्स के सेंसर में संभावित अनुप्रयोग हैं। अध्ययन की गई प्रणालियों में पॉली (प्रोपीलीन इमाइन) का उपयोग कर प्रोटॉन या पीएच सेंसर सम्मिलित हैं,[77] प्रतिदीप्ति संकेत शमन का पता लगाने के लिए कैडमियम-सल्फ़ाइड/पॉलीप्रोपाइलेनिमाइन टेट्राहेक्साकोंटामाइन डेनड्रीमर कंपोजिट,[78] एवं धातु कटियन फोटो पहचान के लिए प्रथम एवं दूसरी पीढ़ी के डेनड्रीमर्स[79] है। वृक्ष के समान संरचनाओं में कई पहचान एवं बाध्यकारी साइटों की संभावना के कारण इस क्षेत्र में अनुसंधान हो रहा है।
नैनोकण
डेनड्रीमर्स का उपयोग मोनोडिस्पर्स धातु नैनोकणों के संश्लेषण में भी किया जाता है। पॉली (एमिडोएमाइड), यापीएएमएएम, डेनड्रीमर का उपयोग उनके तृतीयक अमाइन समूहों के लिए डेनड्रीमर के भीतर शाखाओं में बँटने के लिए किया जाता है। धातु आयनों को जलीय डेनड्रीमर समाधान में प्रस्तुत किया जाता है एवं धातु आयन तृतीयक अमाइन में सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के साथ जटिल बनाते हैं। संकुलन के पश्चात, आयन नैनोपार्टिकल बनाने के लिए अपने शून्यसंयोजी अवस्था में कम हो जाते हैं जो डेनड्रीमर के अंदर समाहित हो जाता है। इन नैनोकणों की चौड़ाई 1.5 से 10 नैनोमीटर तक होती है एवं इन्हें डेनड्रीमर-एनकैप्सुलेटेड नैनोपार्टिकल्स कहा जाता है।[80]
अन्य अनुप्रयोग
आधुनिक खेती में कीटनाशकों, शाकनाशियों एवं कीटनाशकों के व्यापक उपयोग को देखते हुए, कंपनियां स्वस्थ पौधों की वृद्धि को सक्षम करने एवं पौधों की बीमारियों से लड़ने में सहायता करने के लिए एग्रोकेमिकल्स के वितरण में सुधार करने में सहायता के लिए डेनड्रीमर्स का भी उपयोग कर रही हैं।[81]रक्त के विकल्प के रूप में उपयोग के लिए डेनड्रीमर्स की भी शोध की जा रही है। हीम-मिमेटिक सेंटर के समीप उनका स्टेरिक बल्क मुक्त हीम की उपेक्षा में गिरावट को धीमा कर देता है,[82][83] एवं मुक्त हीम द्वारा प्रदर्शित साइटोटॉक्सीसिटी को रोकता है। डेंड्राइटिक फंक्शनल पॉलीमर पोलीएमिडोएमीन (पीएएमएएम) का उपयोग कोर शेल संरचना यानी माइक्रोकैप्सूल तैयार करने के लिए किया जाता है एवं इसका उपयोग पारंपरिक के स्व-उपचार कोटिंग्स के निर्माण [84] एवं नवीकरणीय उत्पत्ति है।[85]
दवा वितरण
ड्रग-डिलीवरी प्रणालीमें डेनड्रीमर्स विभिन्न मेजबान-अतिथि इंटरैक्शन का उदाहरण है। मेजबान एवं अतिथि, डेनड्रीमर एवं दवा के मध्य क्रमशः हाइड्रोफोबिक या सहसंयोजक हो सकता है। मेजबान एवं अतिथि के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन को एनकैप्सुलेटेड माना जाता है, अपितु सहसंयोजक इंटरैक्शन को संयुग्मित माना जाता है। दवा में डेनड्रीमर्स के उपयोग ने दवा की घुलनशीलता एवं जैवउपलब्धता को बढ़ाकर दवा वितरण में सुधार दिखाया है। संयोजन के रूप में, डेनड्रीमर्स सेलुलर तेज एवं लक्ष्यीकरण क्षमता दोनों को बढ़ा सकते हैं, एवं दवा प्रतिरोध को कम कर सकते हैं।[86]विभिन्न नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी ड्रग्स (एनएसएआईडी) की घुलनशीलता तब बढ़ जाती है जब उन्हेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स में एनकैप्सुलेट किया जाता है।[87] इस अध्ययन से ज्ञात होता है कि एनएसएआईडी घुलनशीलता में वृद्धिपीएएमएएम में सतह अमाइन समूहों एवं एनएसएआईडी में पाए जाने वाले कार्बोक्सिल समूहों के मध्य इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण होती है। घुलनशीलता में वृद्धि में योगदान दवाओं में सुगंधित समूहों एवं डेनड्रीमर के आंतरिक गुहाओं के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन हैं।[88] जब एक दवा एक डेनड्रीमर के भीतर समाहित हो जाती है, तो इसके भौतिक एवं शारीरिक गुण अपरिवर्तित रहते हैं, जिसमें अन्य-विशिष्टता एवं विषाक्तता सम्मिलित है। चूँकि, जब डेनड्रीमर एवं दवा सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं, तो इसका उपयोग विशिष्ट ऊतक लक्ष्यीकरण एवं नियंत्रित रिलीज दरों के लिए किया जा सकता है।[89] डेंड्रीमर सतहों पर कई दवाओं का सहसंयोजक संयुग्मन अघुलनशीलता की समस्या उत्पन कर सकता है।[89][90]इस सिद्धांत का कैंसर उपचार अनुप्रयोग के लिए भी अध्ययन किया जा रहा है। कई समूहों ने कैंसर रोधी दवाओं जैसे कैम्पटोथेसिन, मेथोट्रेक्सेट एवं डॉक्सोरूबिसिन को एनकैप्सुलेट किया है। इन शोधों के परिणामों से ज्ञात होता है कि डेनड्रीमर्स ने जलीय विलेयता में वृद्धि की है, रिलीज़ दर को धीमा किया है, एवं संभवतः दवाओं की साइटोटोक्सिसिटी को नियंत्रित किया है।[86]सिस्प्लैटिन कोपीएएमएएम डेनड्रीमर्स से संयुग्मित किया गया है जिसके परिणामस्वरूप ऊपर सूचीबद्ध समान औषधीय परिणाम मिले, परन्तु संयुग्मन ने अंतःशिरा प्रशासन में ठोस ट्यूमर में सिस्प्लैटिन को एकत्रित करने में भी सहायता की है।[91]
यह भी देखें
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संदर्भ
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