13 czerwca
ŚWIATOWY DZIEŃ WELLNESS
Dnia 13 czerwca obchodzony jest Światowy Dzień Wellness.
Myśląc „wellness”, co sobie wyobrażasz? Szum wody, rozgrzane kamienie, sauna, kąpiel, zabiegi na ciało – wszystkie elementy wpływające na poprawę naszego samopoczucia i kondycji. Przydatne o każdej porze roku, by naładować energią i zrelaksować w dzisiejszym zabieganym świecie. Bo świat pędzi! A my razem z nim.
Chwili wyciszenia i relaksu potrzebuje każdy, żeby lepiej funkcjonować. I żeby później dać z siebie więcej. Naukowcy z Instytutu Chemii UŚ opatentowali kompozycję substancji, która ma dobry (można rzec – zbawienny) wpływ na rośliny – dzięki niej zmniejsza się zapotrzebowanie na nawozy i wspomagacze wzrostu, które trafiają do środowiska naturalnego. Autorami wynalazku są naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego: dr Maciej Kapkowski, dr Michał Ludynia, prof. dr hab. inż. Jarosław Polański, prof. dr hab. Marzena Dzida, dr Małgorzata Rudnicka, dr Katarzyna Balin, a także naukowcy z Uniwersytetu Karola w Pradze: prof. PharmDr. Martin Doležal, Ph.D. oraz PharmDr. Petr Kastner, Ph.D.
O SPA dla roślin pisze dr Maciej Kapkowski.
„Kartka z kalendarza” to cykl artykułów, które powstawały z okazji różnych nietypowych świąt. Autorami prezentowanych materiałów są studenci, doktoranci i pracownicy Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ.
fot. archiwum prywatne
Idea stosowania substancji wykazujących działanie pomocnicze jako środków zwiększających przenikanie przez błony biologiczne oraz wzmacniających działanie innych substancji biologicznie aktywnych jest znana już od lat 50-tych XX wieku. Znaczący wzrost i intensyfikacja badań w tym zakresie nastąpił w latach 80-tych XX wieku. Penetrant powinien dobrze rozpuszczać substancje biologicznie aktywne, przenikać przez błony biologiczne oraz być nieszkodliwy i szybko ulegać metabolizmowi. Zastosowanie penetranta jest ograniczone poprzez strukturę substancji aktywnej, której masa nie powinna przekraczać 500 g/mol, log P (lipofilowość) powinien mieścić się pomiędzy wartością 1 do 3, a temperatura topnienia nie powinna przekraczać 200°C. Obecnie znanych jest ponad 350 substancji chemicznych wzmacniających penetrację (ang. chemical penetration enhancers – CPE) przez błony biologiczne. Sklasyfikowane zostały różne grupy penetrantów z uwagi na ich strukturę chemiczną: sulfotlenki i ich pochodne, alkohole i poliole, amidy acykliczne i cykliczne, kwasy tłuszczowe i ich estry, aminy, aminokwasy i ich pochodne, terpeny, cyklodekstryny, tenzydy oraz inne związki organiczne [1].
Jedną z grup substancji charakteryzujących się działaniem penetrującym tkanki są związki o strukturze wiodącej dioksolanu (preferowane 1,3-dioksoacyklopentany) i dioksanu (preferowane 1,3-dioksoacykloheksany) z różnymi łańcuchami bocznymi. Przykładowo najbardziej znanym penetrantem z tej grupy jest SEPA (2-N-nonylo-1,3-dioksolan) reprezentujący opatentowaną klasę związków zawierających różne podstawniki dla struktury wiodącej 1,3-dioksolanu, gdzie podstawnik R stanowi grupy alkilowe C4-C18 szczególnie preferowane C6-C12. Zakres aplikacji tych grup związków obejmuje zwiększenie wchłaniania środków terapeutycznych przez skórę ludzi i zwierząt. Jako nośnik kompozycji substancji farmaceutycznych i penetrantów opatentowano hydrożele o charakterze hydrofilowym lub hydrofobowym. Substancjami czynnymi opisanymi w literaturze były: progesteron, indometacyna i kofeina [2]. Wysoki stopień bezpieczeństwa stosowania tych związków związany jest z niską toksycznością na Ośrodkowy Układ Nerwowy (OUN), łagodnym metabolizmem, łatwym wydalaniem oraz brakiem innych niepożądanych aktywności farmakologicznych. Te właściwości bezpieczeństwa są powodem sklasyfikowania go jako „miękkiego wzmacniacza” (ang. soft enhancer) [3].
Zakres stosowalności dioksolanów z uwagi na niewielkie masy molowe pozwala na aplikację tych związków jako penetrantów poprawiających przenikanie substancji czynnych przez nadziemne organy roślin. Na autorskie badania w tym zakresie została przyznana ochrona patentowa w UP RP oraz UPV CZK [4,5]. Stosowanie środków ochrony roślin oraz nawozów wiąże się z ich akumulacją w środowisku, w organizmach roślinnych i zwierzęcych. Zanieczyszczeniu ulegają także gleba oraz wody powierzchniowe i gruntowe. Rozwiązanie problemu zmniejszenia dawek skutecznych herbicydów oraz nawozów sztucznych z zachowaniem dotychczasowego ich działania, pozwoli nie tylko na oszczędności ekonomiczne, ale przyczyni się do poprawy jakości żywności. Obecnie w ramach grantu finansowanego przez NCBiR LIDER/39/0137/L-11/19/NCBR/2020/ autorskie rozwiązanie jest dopracowywane do zastosowania na szerszą skalę. Rozwinięcie wynalazku pozwoli na ograniczenie przenawożenia gleby oraz zmniejszy uciążliwość stosowania herbicydów dla środowiska. Konsekwencją wdrożenia tej innowacji w przyszłości będzie nie tylko poprawa jakości żywności, ale również redukcja kosztów stosowania nawozów sztucznych i herbicydów w rolnictwie. Rozwiązanie wpisuje się w proekologiczny trend obejmujący redukcję stosowania związków chemicznych stanowiących promotory lub inhibitory wzrostu roślin oraz nawozów sztucznych, przyczyniając się do ograniczenia ich ilości w środowisku naturalnym.
Więcej o patencie:
Patent | SPA dla roślin, czyli nowa kompozycja ułatwiająca penetrację tkanek roślinnych
Literatura:
[1]. J. Jampilek, K. Brychtova, Med Res Rev. 32 (2012) 907.
[2]. C.M. Samour, S. Daskalakis, US 4861764 A, 1989.
[3]. K.A. Walters, Dermatological and Transdermal Formulations, Marcel Dekker, inc. 24 2002, New York
[4]. M. Kapkowski, W. Ambrożkiewicz, T. Siudyga, J. Polański, Patent Polski nr. PL 229330; 2016.
[5]. M. Kapkowski, M. Ludynia, J. Polański, M. Dzida, M. Rudnicka, K. Balin, M. Doležal, P. Kastner, Patent nr. PL 239074 oraz CZK PV 2019-614; 2019.