众所周知，咖啡因能提神。近日来，由麻省理工学院、布里格姆和妇女医院组成的一批研究人员发现了咖啡因的新用途，它可以催化聚合材料的合成。

      研究人员用咖啡因作催化剂，设计出了一种粘性生物相容性凝胶，这种凝胶可用于药物输送以及其他医疗应用。

    据报道，Robert Langer是麻省理工大学David H. Koch 学院教授，同时也是该研究的资深作者之一，他表示：“聚合物凝胶的交联合成法与其它大多数合成方法一样，都会损害物质的敏感性，比如生物药物的敏感性。相比之下，新方法使用绿色化学以及普通的食品原料。所以我们相信，这些新材料有助于研发出新的医疗设备和药物输送系统。" 

      在《生物材料》杂志上发表的论文说明可以在凝胶中载入两种抗疟药物，所以他们希望这种材料也可以用于携带其他类型的药物。研究人员说，这种携带药物的材料可以咀嚼且更容易吞咽。

      Giovanni Traverso是麻省理工大学科赫癌症综合研究所的一位研究人员，也是布里格姆和妇女医院的胃肠病学家和生物医学工程师，同时也是这篇论文的资深作者，他表示:“这种新材料对吞咽胶囊和药片有困难的病人群体来说非常有用，特别是儿童。”

咖啡因激增

      制备聚合物凝胶通常需要金属催化剂，如果催化剂在凝胶形成后还保留在材料中，就会存在一定的危害性。麻省理工大学的研究小组想出一种新的方法，即制造凝胶的催化剂与原料采用食物或其他安全可食用材料。

      Traverso说:“我们的目标就是用更安全的催化剂来简化制造方法，同时从根本上解决凝胶的安全性问题。”

      虽然之前没有用化学法合成过咖啡因，但研究人员注意到，咖啡因来源于植物，且表现为弱碱性，这意味着它可以很轻松地从其他分子中提纯出来。它还具有类似于弱碱性有机物的结构，而碱可催化形成酯键，然后合成聚酯，最后形成凝胶。

      DiCiccio(前麻省理工大学博士后Angela DiCiccio，是本文的主要作者，现就职于Google X生命科学部)说:“生物聚酯可设计加工成食用材料。但是，催化剂在催化反应的时候，多半会产生杂质或是需要高温加热。不过，我们的新方案提供了一个更简炼的办法来解决这个问题，即用便宜的材料和常见的化学物质制备凝胶。"

      研究人员决定用咖啡因来催化柠檬酸与聚乙二醇( PEG )反应形成聚合物网络结构，其中柠檬酸是另一种由植物产生的可食用物质，聚乙二醇是一种生物相容的聚合物，已经在药物和消费品中已经应用了数十年，如牙膏。

      当咖啡因与柠檬酸以及PEG混合后，经稍微加热，咖啡因打开PEG中氧键，使其与柠檬酸反应，形成由PEG和柠檬酸交替组成的分子链。如果混合物中有药物分子，则药物分子会也会结合到分子链中。

混合搭配

      研究人员表明，他们不仅可以将两种疟疾药物青蒿琥酯和哌喹添加到聚合物中，而且还可以通过改变凝胶组分来改变它的化学与物理性质。该项目的研究人员不仅制备出了同时含有PEG和聚丙二醇的聚合物凝胶，而且还制备出一些以不同比例混合这两种聚合物的凝胶。这样研究员们可以控制凝胶的性能，例如强度、表面结构和药物释放的速率。

      Traverso称：“根据应用和加入药物的不同，可以进行多种比例混合、对比，从而找到一组最佳比率的混合物。”

      凝胶还可以压印图案，例如荷叶表面的微型结构，这种结构可让凝胶疏水。改变凝胶的表面特性可以帮助研究人员控制它在消化道中的移动速度。

      所制备的凝胶含有的咖啡因与一杯茶中的咖啡因含量大致相同。通过初步的安全性试验，研究人员发现凝胶对四色人种以及大鼠的细胞都无害。