Hyperbranched and hiperfunctionalized materials from dendritic chemistry

Abstract

Las moléculas dendríticas son altamente ordenadas, regularmente ramificadas y monodispersas. Debido a su estructura macromolecular única y bien definida, ellas constituyen una atractiva plataforma hacia una gran variedad de aplicaciones; siendo además, una fascinante herramienta para la construcción de materiales a escala nanométrica. Por lo tanto, debido a sus destacadas propiedades macromoleculares hay un gran interés en el uso de las mismas como unidades de construcción, tanto para la ciencia de polímeros como para la nanociencia. En los últimos años la investigación en el campo de la química dendrítica ha experimentado un desarrollo exponencial, tanto en el área académica como en la tecnológica. Por lo tanto, tales estructuras macromoleculares han sido extensivamente exploradas en la ciencia de los materiales, mas específicamente en áreas biomédicas. Las arquitecturas dendríticas ofrecen ventajas únicas con respecto a otras macromoléculas y polímeros convencionales, como son la presencia de múltiples grupos funcionales y su versatilidad para sufrir posteriores modificaciones químicas, baja dispersidad en pesos moleculares, baja viscosidad, reducido enredamiento molecular y tamaño nanoscópico dentro del rango de 1 a 10 nanometros. El objetivo de esta presentación es mostrar las ventajas de las estructuras dendríticas, sus principales propiedades, desarrollo y uso en varias ciencias aplicadas. Particularmente, se hará énfasis en aplicaciones biomédicas y en nanomedicina. Por lo tanto, se discutirán ejemplos claves que ilustrarán los principios más importantes en los cuales se basa la química dendrítica, y las principales aplicaciones de las estructuras dendríticas en la interface entre la química, la biología y la biomedicina.

Dendritic molecules are highly ordered, regularly branched, and monodisperse macromolecules. Due to their unique and well-defined macromolecular structure they are attractive scaffolds for a variety of high-end applications and constitute a fascinating nanoscale toolkit. They are of great interest to both, nano and polymer science, as building blocks due to their unique macromolecular properties. In recent years, research in the field of dendritic chemistry has experienced an exponential development in academic and technological areas and such macromolecular structures have also been extensively explored in materials science, specifically in biomedical areas. The unique advantages offered by dendritic architectures over conventional macromolecules and polymers are the presence of multiple functional groups and their amenability to further chemical modification, extremely low molecular weight dispersity, low solution viscosity, reduced molecular entanglement, and nanoscopic size within the range of 1 to 10 nm. The objective of this review is to show the advantage of the dendritic structures, their main properties, and to reflect on their development and use in various science applications. Particular emphasis will be place on biomedical and nanomedicine applications. Therefore, key examples will be discussed to illustrate the main principles involved in dendritic chemistry, and the applications of the dendritic structures at the interfaces between chemistry, biology and biomedicine.