Interações normais e de cisalhamento entre Hyaluronan-Agrecan Complexos Imitando Lubrificantes Fronteira possíveis na cartilagem articular em articulações sinoviais

Usando um equilíbrio de forças de superfície, interacções normais e de cisalhamento foi medida entre as duas superfícies lisas atomicamente revestidas com ácido hialurónico (HA), e com complexos (Agg) de HA / agrecano estabilizadas por proteína de ligação da cartilagem (LP). HA tal Agg / / LP complexos são os mais abundantes espécies macromoleculares celulares permeando cartilagem articular em articulações sinoviais e têm sido conjecturado estar presente como lubrificantes de contorno na sua superfície. O objetivo do estudo é obter insights sobre a lubrificação extremamente eficiente quando duas superfícies cartilagem slides passado uns aos outros nas articulações saudáveis, e em especial para elucidar o possível papel neste do HA / Agg / complexos LP. Dentro do intervalo dos nossos parâmetros, os resultados revelam que os HA / Agg / LP complexos macromoleculares são lubrificantes de superfície de contorno muito melhores do que HA sozinho, provavelmente por causa do alto nível de hidratação, devido a uma densidade de carga mais elevada, do HA / Agg / camadas LP em relação à HA sozinho. Entretanto, os coeficientes de atrito (μ), associada com as interações mútuas e deslizantes opostos HA / Agg / camadas de LP (μ ≈ 0,01 a pressão P de ca. 12 atm, aumentando acentuadamente para maiores P ) sugerem que tais complexos por si só não pode conta para a lubrificação de limite notável observada nas articulações de mamíferos (até P atm> 50).

Encontrar um substituto para o metil isocianato

Carbamoylimidazoles são fáceis de fazer do carbonil-diimidazole e reagir de forma semelhante à de isocianato de metilo.

Químicos canadenses desenvolveram uma nova alternativa de isocianato de metila (MIC) - o produto químico envolvido no 1984  desastre de Bhopal . O novo substituto é cristalino, simples de fazer e armazenar, e pode ser usado em reacções à base de água . Embora seja pouco provável a substituir o uso em escala industrial de MIC, deve fazer pesquisa de laboratório mais fácil e mais seguro.

Rob Batey e sua equipe da Universidade de Toronto começou a procurar substitutos para MIC, como parte de uma síntese do produto natural agelastatin A ". Precisávamos colocar em um metil uréia e em esforços anteriores pessoas tinham usado MIC, muitas vezes em excesso muito grande , diz ele. "É um composto muito desagradável para trabalhar no laboratório e não era algo que queria usar, então começamos a procurar equivalentes. Batey explica que há outros substitutos disponíveis, mas eles têm os seus inconvenientes próprios, então a equipe decidiu recorrer a alguma experiência anterior com sais de imidazólio para desenvolver uma nova alternativa.

A equipa reagiu a comumente usado acoplamento agente carbonil diimidazole (CDI) com metilamina para fazer N -metil carbamoylimidazole. Batey diz que carbamoylimidazoles têm sido utilizados como alternativas isocianato antes, em particular as versões substituídas por arilo. Mas preparar versões simples de alquilo é difícil, como aminas primárias de alquilo tendem a reagir por duas vezes com CDI para fazer ureias. A síntese apenas de alto rendimento anterior de N -metil carbamoylimidazole iniciado a partir de MIC em si, Batey aponta, tornando-se ligeiramente redundante como um reagente de substituição.

Assim, a equipe começou a procurar uma maneira de inibir a reação exagerada. "Mudar de metilamina simples para o cloridrato fez o truque," Batey explica. O novo método proporciona um rendimento quantitativo, 100% de N -metil carbamoylimidazole numa escala multi-grama, que podem então ser armazenadas até serem necessárias. A equipe, então, estendeu o método para vários sais de alquilamónio mais complexas, com sucesso semelhante.

"No banco, eu acho que isso é uma boa idéia", diz Derek Lowe, um químico medicinal e autor de Química Mundial s ' Na calha coluna. No entanto, ele sugere que é improvável que a substituição MIC em escala industrial. 'Um líquido de peso molecular baixo-é muito conveniente num ambiente de produção de plantas em comparação com um sólido menos eficiente em termos de átomo, que gera um outro fluxo de resíduos de imidazole.

Batey concorda que carbamoylimidazoles são provavelmente mais adequado para escala de laboratório de trabalho, para ajudar a evitar a manipulação e as questões de segurança em torno de isocianatos - particularmente baixos os de peso molecular como MIC. Ele também admite que, enquanto o reagente dá excelentes resultados ao fazer uréias e tiocarbamatos, os rendimentos para carbamatos - particularmente envolvendo fenóis - são menos boas. "Parece haver um equilíbrio", diz Batey ", onde o imidazol volta e desloca o fenol novamente. Isso é algo que nós estamos olhando para enfrentar. "