Dendrymer (gr. dendron, drzewo) jest nanostrukturą o wielkości ok. 20 nm. Pod względem chemicznym dendrymery są polimerami cechującym się budową rozgałęzioną, trójwymiarową, o kształcie zbliżonym do kuli. W budowie strukturalnej można wyróżnić wielofunkcyjny rdzeń, od którego promieniście odchodzą „gałęzie” (ramiona) dendrymerów zwane dendronami. Na końcu dendronów znajdują się wolne grupy funkcyjne, które mogą być zmienione przez różnego rodzaju podstawniki modyfikujące właściwości chemiczne i fizyczne cząsteczki dendrymeru (Ryc. 2).

Wyróżnia się dwa typy generacji dendrymerów: połówkowe (zakończone grupą karboksylową -COOH lub -COONa) i całkowite (zawierające grupy aminowe –NH2 lub hydroksylowe –OH) (Ryc. 1)

Ryc. 1 Budowa dendrymeru [2]

Swoista budowa dendrymerów jest przyczyną obecności w ich cząsteczkach wolnych przestrzeni, tzw. jam, które mogą być wykorzystane jako specyficznego rodzaju kieszenie, w których można umieścić różne cząsteczki na drodze enkapsulacji (Ryc. 2)

Ryc. 2 Dwie drogi przyłączania cząsteczek do dendrymeru (na podst.[2])

Im wyższa generacja dendrymerów tym większa gęstość upakowania w obszarze powierzchniowym tych cząsteczek, co w konsekwencji hamuje ich dalszy wzrost. Zjawisko to nosi nazwę „efektu Starburst” i prowadzi do tego, że cząsteczki dendrymerów mogą być syntetyzowane tylko do generacji 10 (kolejne generacje dendrymeru oznacza się literą G z odpowiednią cyfrą, np. G1- pierwsza generacja). Wraz ze wzrostem generacji rośnie średnica dendrymeru.

Pierwsze dendrymery zostały zsyntetyzowane przez niemieckiego chemika Fritza Vögtla w 1978 roku, a następnie niezależnie przez zespół Donalda Tomalii i George’a F. Newkome’a.

Obecnie wyróżnić można wiele rodzajów dendrymerów m.in.: poliamidoaminowe (PAMAM), polipropylenoiminowe (PPI), polieterowe, karbokrzemowe, zawierające różne rdzenie i monomery.

Dendrymery polimerowe rozpatrywane są głównie pod kątem zastosowania biomedycznego (m.in. jako nośniki leków, genów, przeciwciał, fotouczulaczy w terapii ukierunkowanej), jednakże coraz częściej bada się ich zastosowanie także dla przemysłu kosmetycznego (głównie ze względu na zdolność do kontrolowanego uwalniania substancji czynnych lub do transportu słabo rozpuszczalnych związków). Firmy takie jak L’Oreal i Unilever posiadają patenty na produkty zawierający dendrymery.

Do interesujących zastosowań kosmetycznych dendrymerów należy przenoszenie antybakteryjnych cząsteczek srebra, które mogą być stosowane do zwalczania drobnoustrojów Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli.

Opracowała: Maja Haczyk