Simulation, optimization and characterization of organic electronic ion pumps for biomedical applications

Spesso farmaci molto efficaci non possono essere utilizzati a causa della somministrazione con effetto sistemico, tramite pillole o iniezioni, accomagnata da rilevanti effetti collaterali e non mirati. Tuttavia tali farmaci potrebbero essere approvati o usati in setting clinici qualora possano essere somministrati in modo estremamente preciso e localizzato. Le pompe ioniche sono dispositivi che hanno dimostrato di poter somministrare concentrazioni estremamente localizzate (pM) di composti con carica e di basso peso molecolare (500 Da). Lo scopo di questo lavoro é estendere il potenziale delle pompe ioniche e permettere la somministrazione di molecole grandi e/o neutre. Per questo fine, le pompe ioniche sono combinate con una chimica biortogonale. Il punto chiave risiede nel fatto che la molecola trasportata non è il farmaco, bensı̀ una piccola molecola carica basata sul gruppo chimico della tetrazina, che si comporterà come una forbice molecolare per rilasciare il farmaco. Questa tesi espone una dimostrazione di fattibilità sulla somministrazione di molecole basate sulla tetrazina tramite pompe ioniche e I relativi metodi per realizzare questi dispositivi. In aggiunta sono state realizzate delle simulaizoni per determinare I parametri che possono massimizzare la somministrazione di queste molecole.