درخت‌پار

درخت‌پار (به انگلیسی: Dendrimer) مولکول‌های شاخه‌دار هستند.

ریشه نام

نام درختپار (دندریمر) از واژه یونانی  δένδρον (دِندِرون) به معنای درخت و مر به‌معنای واحد تشکیل‌دهنده یا پار تشکیل شده‌است.

ویژگی‌ها

درخت پارها، عمدتاً نسبت به مرکز خود متقارن هستند. گروهی دیگر از ترکیبات شیمیایی مشابه که درخت‌وار (به انگلیسی: Dendron) هستند نیز نسبت به یک نقطه کانونی تقارن دارند. تفاوت درخت‌پار و درخت‌وار در شکل روبرو مشخص است.
با اینکه می‌توان منشا درخت‌پارها را بسپارهای خطی و سپس بسپارهای منشعب دانست، اما ویژگی‌های ساختاری شگفت‌انگیز درخت‌پارها و درشت مولکول‌های با شاخه‌های زیاد، کاملاً با ویژگی‌های بسپارهای سنتی متفاوت است. با وجود استفاده بسپارها در سیستم‌های دارورسانی، درخت‌پارها در مقایسه با آن‌ها حائز منافع بیشتری هستند. آن‌ها چند پاشیدگی (polydispersity) محدود و ابعادی در حد نانومتر دارند که موجب عبور آسان‌تر از سدهای زیستی می‌شود. دندریمرها می‌توانند مولکول‌های میهمان را به وسیله گیرنده موجود در سطح خود حمل یا درون حفرات موجود در بین شاخه‌ها کپسوله کنند.
برخلاف بسپارهای خطی، درخت‌پارها ماکرومولکول‌هایی هستند که از یک هسته منشعب می‌شوند و همه انشعابات در نهایت به یک هسته مرکزی می‌رسند. در ساخت درخت‌پارها اندازه و جرم مولکولی آن‌ها به‌طور دقیق قابل کنترل است. حضور تعداد زیادی انشعاب انتهایی موجب افزایش انحلال‌پذیری و اختلاط‌پذیری و واکنش پذیریدرخت‌پارها می‌شود. انحلال‌پذیری درخت‌پارها به شدت تحت تأثیر طبیعت گروههای سطحی قرار دارد برای مثال وجود گروههای آب دوست باعث می‌شود که درخت‌پارها در حلال‌های قطبی محلول باشند و گروههای انتهایی آبگریز موجب انحلال‌پذیری بیشتر درخت‌پارها در حلال‌های غیرقطبی می‌شود. اهمیت درخت‌پارها در اینجا مشخص می‌شود که تأثیرگذاری درمانی هر دارویی به انحلال‌پذیری خوب آن در محیط آبی بدن وابسته است. تعداد زیادی از مواد با خاصیت درمانی قوی موجوداند اما به دلیل نامحلول بودن، برای اهداف درمانی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. درخت‌پارهای محلول در آب قابلیت اتصال به مولکول‌های آبگریز با خواص ضدقارچی یا ضدباکتریایی را دارند. احتمال آزادسازی داروی متصل شده بر اثر تماس با موجودات زندة مورد هدف وجود دارد و بنابراین این کمپلکس‌ها به عنوان سیستم‌های تحویل دهنده دارو لحاظ می‌شوند.
ویژگی‌های بی‌نظیر درخت‌پارها مثل اندازه کنترل شده، تک پاشیدگی (monodispersity) و گروه‌های سطحی تغییرپذیر، این مولکول‌ها را برای کاربردهای بیوپزشکی مطلوب می‌سازد. گروههای انتهایی در درخت‌پارها می‌توانند توسط عامل‌های مختلف درمانی و تصویربرداری، به‌طور خاص و کنترل شده عامل دار شوند، که این خود پتانسیلی برای استفاده آن‌ها دردارورسانی هدفمند محسوب می‌شود. علاوه بر آن از وجود حفرههای خالی در درخت‌پارها برای کپسوله کردن مولکولهای دارویی آبگریز استفاده می‌شود. وجود گروههای آمین نوع سوم در درخت‌پارهای پلی آمیدوآمین (PAMAM= Polyamidoamine) ایجادکننده برهمکنش‌های اسید- باز وپیوندهای هیدروژنی است، همانطور که باعث برهمکنش‌های غیرکوولانسی با مولکول‌های کپسوله شده میزبان می‌شود. همه این ویژگی‌ها باعث می‌شود که درخت‌پارها عامل‌هایی مناسبی برای انحلال‌پذیری داروهای آبگریز باشند. پیدایش درخت‌پارهای عامل دارشده با پلی اتیلن گلیکول(PEG)که درخت‌پارهایی با ابعاد بزرگتر محسوب می‌شوند باعث انحلال‌پذیری در آب و افزایش بارگیری دارو می‌شود. نسل G3 وG4 از درخت‌پارهای "PAMAM" که با آمین عامل دار شده‌اند برای کپسوله کردن داروی ایبوپروفن و بررسی میزان جذب آن‌ها به سلول استفاده شده‌اند.

انواع دندریمرها

در سال‌های اخیر درخت‌پارهای مختلفی با کارایی‌های گوناگون برای تحقیقات تمرینی و آزمایشگاهی مورد سنتز قرار گرفته ان، به دلیل اینکه آن‌ها ساختاری پر شاخه‌ای، اشکال متقارن و تک پاشیدگی دارند. در ادامه برخی از درخت‌پارها با خواص متفاوت را بررسی می‌کنیم.

درخت‌پارهای کریستال مایع

این دسته از درخت‌پارها شامل مونومرهای مزوژنیک (کریستال‌های مایع) مثل درخت‌پارهای کربوسیلان عامل دارشده مزوژن، هستند. اولین درخت‌پار کریستال مایع با گروههای سین نامویل ساخته شد. به دلیل خصلت ایزومریزاسیون E-Z در آنها، قادر به آزادسازی هدفمند دارو هستند.

تکتو درخت‌پارها

تکتو درخت‌پارها (Tecto-dendrimers) متشکل از یک درخت‌پار مرکزی هستند که با درخت‌پارها پیرامونی احاطه شده‌اند. شکل3، هسته – پوسته تک تو درخت‌پارPAMAM را نشان می‌دهد. تک تو درخت‌پارهای ساخته شده برای اهداف دارویی و بیولوژیتوسط مؤسسه نانوتکنولوژی میشیگان قابلیت‌های زیر را دارند: تشخیص سلول بیمار، تشخیص ناحیه بیماری، دارورسانی، گزارش وضعیت و بازده درمان.

درخت‌پارهای کایرال

کایرالیتی در درخت‌پارها بر اثر وجود شاخه‌هایی که به لحاظ شیمیایی یکسان ولی به لحاظ ساختاری کاملاً متفاوت اند( گونه‌های کایرال)ایجاد می‌شود. با توجه به تمایزهایی که می‌توان با وجود ترکیبات کایرال در این گونه‌ها به کار برد درخت‌پارهای کایرال هم در آزادسازی هدفمند دارو و تشخیص ترکیبات کایرال در بدن مؤثر هستند.

درخت‌پارهای PAMAMOS

درخت‌پارهای پلی(آمیدوآمین-اورگانوسیلیکون) (PAMAMOS= poly(amidoamine-organosilicon) ) که به‌طور شعاعی قرارگرفته‌اند به مایسلی تک مولکولی تبدیل می‌شوند که پلی آمیدوآمین polyamidoamine (PAMAM) هسته دوست در داخل آن و اورگانوسیلیکون (OS= organosilicon) آبدوست در بیرون قرار می‌گیرد.

درخت‌پارهای هیبریدی

درخت‌پارهای هیبریدی ترکیبی از بسپارهای دندریتیک و خطی در قطعات هیبریدی یا در فرم‌های کوبسپار پیوندی هستند.

درخت‌پارهای پپتیدی

درخت‌پارهای حاوی پپتید بر سطح بدنة درخت‌پار سنتی و درخت‌پارهای حاوی اسیدآمینه،به عنوان درخت‌پارهای پپتیدی تعریف می‌شوند. این پپتیدها می‌توانند در واحدهای شاخه‌ای یا هسته، قرارگیرند. به دلیل خصوصیات بیولوژیکی و درمانی،درخت‌پارهای پپتیدی نقش مهمی درحوزه‌های مختلف مثل سرطان، ضدباکتری، ضدویروس، سیستم اعصاب مرکزی، بی‌حس‌کننده، آسم، آلرژی و متابولیسم کلسیمدارند. به خاطر جذب شدن آن‌ها به سلول، پپتیدها برای دارورسانی بسیار مفیداند.

گلیکودرخت‌پارها

واژه" گلیکودرخت‌پار" برای معرفی درخت‌پارهایی استفاده می‌شود که در ساختارشان کربوهیدرات‌ها قراردارند.

PAMAM درخت‌پارها

از میان درخت‌پارها PAMAMها هستند که در دارورسانی خیلی مورد توجه قراردارند. بسیاری از PAMAM درخت‌پارهای با سطوح تغییریافته، محرک سیستم ایمنی نیستند، در آب محلول بوده و حاوی آمین‌های انتهایی قابل تغییری هستند که می‌تواند به مولکول‌های میهمان یا هدف مختلف بپیوندند. حفره درونی PAMAM درخت‌پارها به دلیل ساختار بی‌نظیرش که حاوی اتصالات سه‌گانه آمین و آمیدی است، می‌تواند میزبان مولکول‌های فلزی یا میهمان باشد.