डेनड्रीमर

डेनड्रीमर्स अत्यधिक क्रमबद्ध, ब्रांचिंग (बहुलक रसायन) अणु हैं। डेनड्रीमर के समानार्थक शब्दों में आर्बोरोल्स और कैस्केड अणु सम्मिलित हैं। सामान्यतः, डेनड्रीमर्स कोर के विषय में सममित होते हैं, और प्रायः गोलाकार त्रि-आयामी आकृति विज्ञान को स्वीकार करते हैं। डेंड्रॉन शब्द भी प्रायः पाया जाता है। डेंड्रॉन में सामान्यतः रासायनिक ज्ञात योग्य समूह होता है जिसे फोकल पॉइंट या कोर कहा जाता है। डेंड्रोन और डेनड्रीमर्स के मध्य के अंतर को शीर्ष आकृति में प्रदर्शित किया गया है, परन्तु सामान्यतः शब्दों का परस्पर विनिमय किया जाता है।



1978 में फ्रिट्ज़ वोगल द्वारा विभिन्न विधियों द्वारा प्रथम डेनड्रीमर्स बनाया गया था, आर.जी. 1981 में सहयोगी निगम में डेन्केवाल्टर, 1983 में डॉव केमिकल में  डोनाल्ड तमालिया  एवं 1985 में,  जॉर्ज आर. न्यूकोम द्वारा बनाया गया था। 1990 में क्रेग हॉकर एवं जीन फ्रेचेट द्वारा अभिसरण विधियों का प्रारम्भ किया गया था। डेनड्रीमर्स की लोकप्रियता अधिक बढ़ गई, जिसके परिणामस्वरूप वर्ष 2005 तक 5,000 से अधिक वैज्ञानिक दस्तावेज एवं पेटेंट हो गए है।

गुण
वृक्ष के समान अणुओं संरचनात्मक पूर्णता की विशेषता है। डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन मोनोडिसपर्स हैं एवं सामान्यतः अत्यधिक सममित, गोलाकार यौगिक होते हैं। वृक्ष के समान अणुओं के क्षेत्र को कम आणविक भार एवं उच्च आणविक भार प्रजातियों में विभाजित किया जा सकता है। प्रथम श्रेणी में डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रॉन सम्मिलित हैं, एवं उसके पश्चात डेंड्रोनाइज़्ड पॉलिमर, हाइपरब्रांक्ड पॉलिमर एवं पॉलिमर ब्रश सम्मिलित हैं।

वैन डेर वाल्स सतह पर कार्यात्मक समूहों द्वारा डेनड्रीमर्स के गुणों का प्रभुत्व है, चूँकि, आंतरिक कार्यक्षमता वाले डेनड्रीमर्स के उदाहरण हैं।  कार्यात्मक अणुओं के डेंड्राइटिक आण्विक कैप्सूलीकरण सक्रिय साइट के भिन्न-भिन्न के लिए अनुमति देता है, संरचना जो बायोमटेरियल्स में सक्रिय साइटों की नकल करती है।   साथ ही, आवेशित प्रजातियों या अन्य हाइड्रोफिलिक समूहों के साथ उनके बाहरी आवरण को क्रियाशील करके, अधिकांश पॉलिमर के विपरीत, डेनड्रीमर्स को पानी में घुलनशील बनाना संभव है। डेनड्रीमर्स के अन्य नियंत्रित गुणों में विषाक्तता, क्रिस्टलीयता, टेक्टो-डेनड्रीमर गठन, एवं चिरलिटी (रसायन विज्ञान) सम्मिलित हैं।

डेनड्रीमर्स को पीढ़ी द्वारा भी वर्गीकृत किया जाता है, जो इसके संश्लेषण के समय बार-बार शाखाओं में बंटने वाले चक्रों की संख्या को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, यदि अभिसरण संश्लेषण द्वारा डेनड्रीमर बनाया जाता है, एवं शाखाओं की प्रतिक्रिया तीन बार कोर अणु पर की जाती है, तो परिणामी डेंड्रीमर को तीसरी पीढ़ी का डेनड्रीमर माना जाता है। प्रत्येक क्रमिक पीढ़ी के परिणामस्वरूप पिछली पीढ़ी के आणविक भार का लगभग दोगुना आणविक भार होता है। उच्च पीढ़ी के डेंड्रीमर्स में सतह पर अधिक उजागर कार्यात्मक समूह भी होते हैं, जिन्हें पश्चात में किसी दिए गए एप्लिकेशन के लिए डेनड्रीमर को अनुकूलित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

संश्लेषण
दूसरी पीढ़ी के आर्बोरोल का संश्लेषण पूर्व डेंड्रीमर्स में से न्यूकोम डेनड्रीमर को 1985 में संश्लेषित किया गया था। इस मैक्रो मोलेक्यूल को सामान्यतः आर्बोरोल नाम से भी जाना जाता है। यह आंकड़ा भिन्न मार्ग के माध्यम से आर्बोरोल की प्रथम दो पीढ़ियों के तंत्र को रेखांकित करता है। डाइमिथाइलफोर्माइड एवं बेंजीन में ट्राइथाइल सोडियोमेथेनेट्रिकारबॉक्साइलेट द्वारा 1-ब्रोमोपेंटेन के न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन द्वारा संश्लेषण प्रारंभ किया गया है। एस्टर समूह तब सुरक्षात्मक समूह चरण में लिथियम एल्यूमीनियम हाइड्राइड द्वारा अल्कोहल (रसायन विज्ञान) में कार्बनिक कमी थे। अल्कोहल समूहों को टॉसिल क्लोराइड एवं पिरिडीन के साथ टॉसिलेट समूहों में परिवर्तित करके श्रृंखला के सिरों की सक्रियता प्राप्त की गई है। टॉसिल समूह ने तब ट्राईकार्बोक्सिलेट के साथ अन्य प्रतिक्रिया में समूहों को छोड़ने के रूप में कार्य किया, जिससे पीढ़ी दो का निर्माण हुआ है। आगे दो चरणों की पुनरावृत्ति आर्बोरोल की उच्च पीढ़ी की ओर ले जाती है।

पॉली (एमिडोएमाइन), या पैम, सबसे प्रसिद्ध डेनड्रीमर है। पीएएमएएम का कोर डायमाइन (सामान्यतः एथिलीनडायमाइन) है, जिसे मिथाइल एक्रिलाट के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, एवं फिर पीढ़ी-0 (G-0) पीएएमएएम बनाने के लिए एथिलीनडायमाइन होता है। निरंतर प्रतिक्रियाएं उच्च पीढ़ी बनाती हैं, जिनमें भिन्न-भिन्न गुण होते हैं। निचली पीढ़ियों को बिना प्रशंसनीय आंतरिक क्षेत्रों वाले लचीले अणुओं के रूप में माना जा सकता है, मध्यम आकार (G-3 या G-4) में आंतरिक स्थान होता है जो अनिवार्य रूप से डेनड्रीमर के बाहरी आवरण से भिन्न होता है। अधिक बड़े (जी-7 एवं अधिक) डेनड्रीमर्स को उनके बाहरी खोल की संरचना के कारण अधिक  घने सतहों वाले ठोस कणों के जैसे माना जा सकता है। पीएएमएएम डेनड्रीमर्स की सतह पर कार्यात्मक समूह  रसायन विज्ञान पर क्लिक करने के लिए आदर्श है, जो कई संभावित अनुप्रयोगों को उत्पन करती है।

डेनड्रीमर्स के तीन प्रमुख भाग माने जा सकते हैं कोर, आंतरिक शेल एवं बाहरी शेल हैं। आदर्श रूप से, विशेष अनुप्रयोगों के लिए घुलनशीलता, थर्मल स्थिरता एवं यौगिकों के परस्पर जैसे गुणों को नियंत्रित करने के लिए इनमें से प्रत्येक भाग में भिन्न-भिन्न कार्यक्षमता रखने के लिए डेनड्रीमर को संश्लेषित किया जा सकता है। सिंथेटिक प्रक्रियाएं भी डेंड्रीमर पर शाखाओं के आकार एवं संख्या को उचित से नियंत्रित कर सकती हैं। डेंड्रीमर सिंथेसिस, भिन्न संश्लेषण एवं अभिसरण संश्लेषण की दो परिभाषित विधियाँ हैं। चूँकि, क्योंकि वास्तविक प्रतिक्रियाओं में सक्रिय साइट की सुरक्षा के लिए आवश्यक कई चरण होते हैं, किसी भी विधि का उपयोग करके डेनड्रीमर्स को संश्लेषित करना जटिल होता है। इससे डेनड्रीमर्स को बनाना एवं खरीदना अधिक मूल्यवान हो जाता है। इस समय, कुछ ही कंपनियां हैं जो डेनड्रीमर्स बेचती हैं; पॉलिमर फैक्ट्री स्वीडन एबी बायोकंपैटिबल बीआईएस-एमपीए डेनड्रीमर्स एवं डेंड्रिटेक का व्यावसायीकरण करता है पमम डेनड्रीमर्स का किलोग्राम-स्केल उत्पादक है। नैनोसिंथंस, एलएलसी माउंट प्लीजेंट, मिशिगन, यूएसए से पामम डेनड्रीमर्स एवं अन्य डेनड्रीमर्स का उत्पादन होता है।

भिन्न-भिन्न उपाय
डेनड्रीमर्स के डायवर्जेंट सिंथेसिस का योजनाबद्ध डेनड्रीमर को बहुक्रियाशील कोर से इकट्ठा किया जाता है, जो प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला द्वारा बाहर की ओर बढ़ाया जाता है, सामान्यतः माइकल प्रतिक्रिया है। डेनड्रीमर में त्रुटियों को रोकने के लिए प्रतिक्रिया के प्रत्येक चरण को पूर्ण करने के लिए प्रेरित किया जाना चाहिए, जिससे अनुगामी पीढ़ियां हो सकती हैं (कुछ शाखाएं दूसरों की उपेक्षा में छोटी हैं)। अशुद्धियाँ डेनड्रीमर की कार्यक्षमता एवं समरूपता को प्रभावित कर सकती हैं, परन्तु इसे शुद्ध करना अधिक जटिल होता है क्योंकि उचित एवं अपूर्ण डेनड्रीमर के मध्य सापेक्ष आकार का अंतर अधिक छोटा होता है।

अभिसारी उपाय
डेनड्रीमर्स के अभिसरण संश्लेषण की योजनाबद्ध डेनड्रीमर्स छोटे अणुओं से निर्मित होते हैं जो गोले की सतह पर समाप्त होते हैं, एवं प्रतिक्रियाएं अंदर की ओर बढ़ती हैं एवं अंततः कोर से जुड़ी होती हैं। इस विधि से मार्ग में आने वाली अशुद्धियों एवं छोटी शाखाओं को निकालना अधिक सरल हो जाता है, जिससे अंतिम डेनड्रीमर अधिक मोनोडिस्पर्स जाता है। चूँकि, इस प्रकार से बने डेनड्रीमर्स उतने बड़े नहीं होते हैं जितने भिन्न-भिन्न उपाय से बनाए जाते हैं क्योंकि कोर के साथ स्टेरिक प्रभाव के कारण भीड़ सीमित होती है।

डेनड्रीमर्स क्लिक केमिस्ट्री के माध्यम से निर्माण किए गए हैं, डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाओं को नियोजित करते हुए, थिओल-ईन एवं थिओल-येन प्रतिक्रिया एवं एज़ाइड अल्काइन ह्यूजेन साइक्लोएडिशन हैं। डेनड्रीमर संश्लेषण में इस रसायन की शोध करके पर्याप्त मार्ग प्राप्त किए जा सकते हैं।

अनुप्रयोग
डेनड्रीमर्स के अनुप्रयोगों में सामान्यतः अन्य रासायनिक प्रजातियों को डेनड्रीमर सतह पर संयुग्मित करना सम्मिलित होता है जो डिटेक्टिंग एजेंटों (जैसे डाई अणु), एफ़िनिटी लाइगैंडों, लक्षित घटकों, रेडिओलिगैंड्स, कंट्रास्ट माध्यमों, या फार्मास्यूटिकली सक्रिय यौगिकों के रूप में कार्य कर सकता है। इन अनुप्रयोगों के लिए डेनड्रीमर्स की अधिक जटिल क्षमता होती है क्योंकि उनकी संरचना बहुसंख्यक प्रणालियों को उत्पन कर सकती है। दूसरे शब्दों में, डेनड्रीमर अणु में सक्रिय प्रजाति से जुड़ने के लिए सैकड़ों संभावित स्थान हैं। शोधकर्ताओं ने डेन्ड्रिटिक मीडिया के हाइड्रोफोबिक वातावरण का उपयोग फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं का संचालन करने के लिए किया है जो कि कृत्रिम रूप लक्ष्य से चुनौती वाले उत्पादों को उत्पन्न करते हैं। कार्बोक्जिलिक एसिड एवं फिनोल-टर्मिनेटेड पानी में घुलनशील डेनड्रीमर्स को दवा वितरण में उनकी उपयोगिता स्थापित करने के साथ-साथ उनके आतंरिक भागो में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए संश्लेषित किया गया था। यह शोधकर्ताओं को लक्षित अणुओं एवं दवा के अणुओं को एक ही डेनड्रीमर से जोड़ने की अनुमति दे सकता है, जो स्वस्थ कोशिकाओं पर दवाओं के नकारात्मक दुष्प्रभावों को कम कर सकता है। डेनड्रीमर्स का उपयोग घुलनशील एजेंट के रूप में भी किया जा सकता है। 1980 के दशक के मध्य में उनके परिचय के पश्चात से, डेनड्रीमर आर्किटेक्चर का यह उपन्यास वर्ग मेजबान-अतिथि रसायन शास्त्र के लिए प्रमुख उम्मीदवार रहा है। हाइड्रोफोबिक कोर एवं हाइड्रोफिलिक परिधि वाले डेनड्रीमर्स ने मिसेल जैसा व्यवहार प्रदर्शित किया है एवं समाधान में कंटेनर गुण हैं। 1985 में न्यूकोम द्वारा अनिमोलेक्युलर मिसेल के रूप में डेनड्रीमर्स का उपयोग प्रस्तावित किया गया था। इस सादृश्य ने घुलनशील एजेंटों के रूप में डेनड्रीमर्स की उपयोगिता पर प्रकाश डाला है। फार्मास्युटिकल उद्योग में उपलब्ध अधिकांश दवाएं प्रकृति में हाइड्रोफोबिक हैं एवं यह गुण विशेष रूप से प्रमुख सूत्रीकरण समस्याएं पैदा करता है। डेंड्रिमेरिक मचान द्वारा दवाओं की इस कमी को दूर किया जा सकता है, जिसका उपयोग पानी के साथ व्यापक हाइड्रोजन बॉन्डिंग में भाग लेने के लिए ऐसे मचानों की क्षमता के कारण दवाओं को घेरने के साथ-साथ दवाओं को घोलने के लिए भी किया जा सकता है।     डेनड्रीमर लैब दवा वितरण के लिए डेनड्रीमर का पता लगाने के लिए डेनड्रीमर के सॉल्युबिलाइजिंग विशेषता में हेरफेर करने की प्रयास कर रहे हैं  एवं विशिष्ट वाहकों को लक्षित करने के लिए है।   डेनड्रीमर्स को फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों में उपयोग करने में सक्षम होने के लिए, उन्हें बाजार तक पहुंचने के लिए आवश्यक नियामक दवा विकास को पार करना होगा। इसे प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया डेंड्रीमर मचान पॉलीएथॉक्सीएथिलग्लिसिनामाइड (पीईई-जी) डेंड्रीमर है।  इस डेनड्रीमर मचान को उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी शुद्धता, स्थिरता, जलीय घुलनशीलता एवं कम अंतर्निहित विषाक्तता के लिए डिज़ाइन प्रदर्शित किया गया है।

दवा वितरण
बहुलक वाहकों का उपयोग करके अपरिवर्तित प्राकृतिक उत्पादों को वितरित करने के दृष्टिकोण व्यापक रुचि रखते हैं। जल विरोधी  यौगिकों के एनकैप्सुलेशन एवं एंटीकैंसर दवाओं के वितरण के लिए डेनड्रीमर्स का पता लगाया गया है। डेनड्रीमर्स की भौतिक विशेषताएं, जिनमें उनकी मोनोडिस्पेरिटी, पानी में घुलनशीलता, एनकैप्सुलेशन क्षमता एवं बड़ी संख्या में कार्यात्मक परिधीय समूह सम्मिलित हैं, इन मैक्रोमोलेक्यूल्स को दवा वितरण वाहनों के लिए उपयुक्त उम्मीदवार बनाते हैं।

दवा वितरण में डेंड्रीमर रासायनिक संशोधनों की भूमिका
रासायनिक संशोधनों की विस्तृत श्रृंखला के कारण डेनड्रीमर्स विशेष रूप से बहुमुखी दवा वितरण उपकरण हैं जिन्हें विवो उपयुक्तता में वृद्धि करने एवं साइट-विशिष्ट लक्षित दवा वितरण के लिए अनुमति दी जा सकती है।

डेंड्रीमर के लिए ड्रग अटैचमेंट (1) डेनड्रीमर प्रोड्रग बनाने वाले डेनड्रीमर की बाहरी सतह के लिए सहसंयोजक लगाव या संयुग्मन द्वारा पूरा किया जा सकता है, (2) आवेशित बाहरी कार्यात्मक समूहों के लिए आयनिक समन्वय, या (3) मिसेल-जैसे एनकैप्सुलेशन डेनड्रीमर-ड्रग सुपरमॉलेक्यूलर असेंबली के माध्यम से दवा है। डेनड्रीमर प्रोड्रग संरचना के विषय में, डेनड्रीमर को दवा से जोड़ना वांछित रिलीज कैनेटीक्स के आधार पर प्रत्यक्ष या लिंकर-मध्यस्थ हो सकता है। ऐसा लिंकर पीएच-संवेदनशील, एंजाइम उत्प्रेरित या डाइसल्फ़ाइड ब्रिज हो सकता है। डेनड्रीमर्स के लिए उपलब्ध टर्मिनल कार्यात्मक समूहों की विस्तृत श्रृंखला कई भिन्न-भिन्न प्रकार के लिंकर केमिस्ट्री की अनुमति देती है, जो प्रणाली पर ट्यून करने योग्य घटक प्रदान करती है। लिंकर रसायन शास्त्र के लिए विचार करने के लिए मुख्य पैरामीटर हैं (1) लक्ष्य साइट पर पहुंचने पर रिलीज तंत्र, चाहे वह सेल के अंदर हो या निश्चित अंग प्रणाली में हो, (2) ड्रग-डेन्ड्रिमर स्पेसिंग जिससे लिपोफिलिक दवाओं को फोल्ड होने से रोका जा सकता है। डेनड्रीमर, लिंकर डिग्रेडेबिलिटी एवं दवाओं पर पोस्ट-रिलीज़ ट्रेस संशोधन है।

पॉलीथीन ग्लाइकॉल (पीईजी) डेनड्रीमर्स के लिए उनके सतह चार्ज एवं परिसंचरण समय को संशोधित करने के लिए समान संशोधन है। सरफेस चार्ज जैविक प्रणालियों के साथ डेनड्रीमर्स के विचार को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि एमाइन-टर्मिनल संशोधित डेनड्रीमर्स, जिसमें आयनिक चार्ज के साथ सेल मेम्ब्रेन के साथ विचार करने की प्रवृत्ति होती है। विवो के कुछ अध्ययनों ने झिल्ली पारगम्यता के माध्यम से पॉलीकेशनिक डेनड्रीमर्स को साइटोटोक्सिक होने के लिए दिखाया है, ऐसी घटना जिसे अमीन समूहों पर पेगिलेशन कैप्स के अतिरिक्त आंशिक रूप से कम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम साइटोटोक्सिसिटी एवं कम लाल रक्त कोशिका हेमोलिसिस होता है। इसके अतिरिक्त, अध्ययनों में पाया गया है कि डेनड्रीमर्स के पेगिलेशन के परिणामस्वरूप उच्च दवा लोडिंग, धीमी दवा रिलीज, विवो में लंबे समय तक परिसंचरण समय एवं पीईजी संशोधनों के बिना समकक्षों की उपेक्षा में कम विषाक्तता होती है।

डेनड्रीमर बायोडिस्ट्रीब्यूशन को संशोधित करने एवं विशिष्ट अंगों को लक्षित करने की अनुमति देने के लिए कई लक्ष्यीकरण मौकों का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, फोलेट रिसेप्टर्स ट्यूमर कोशिकाओं में अतिप्रवाहित होते हैं एवं केमोथेरापी के स्थानीय दवा वितरण के लिए लक्ष्य का वादा कर रहे हैं। कैंसर के माउस मॉडल में मेथोट्रेक्सेट जैसे कीमोथेरेप्यूटिक्स के ऑन-टार्गेट साइटोटोक्सिसिटी को बनाए रखते हुए पैमम डेनड्रीमर्स के लिए फोलिक एसिड संयुग्मन लक्ष्यीकरण को बढ़ाने एवं ऑफ-टार्गेट विषाक्तता को कम करने के लिए प्रदर्शित किया गया है। सेल लक्ष्यों के लिए डेनड्रीमर्स के एंटीबॉडी-मध्यस्थता लक्ष्यीकरण ने भी लक्षित दवा वितरण के लिए वादा है। जैसा कि एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स (ईजीएफआर) प्रायः ब्रेन ट्यूमर में ओवरएक्सप्रेस्ड होते हैं, ईजीएफआर साइट-विशिष्ट दवा वितरण के लिए सुविधाजनक लक्ष्य हैं। प्रभावी न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी के लिए कैंसर कोशिकाओं को बोरॉन की डिलीवरी महत्वपूर्ण है,  कैंसर उपचार जिसके लिए कैंसर कोशिकाओं में बोरॉन की बड़ी मात्रा एवं स्वस्थ कोशिकाओं में कम सांद्रता की आवश्यकता होती है। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी दवा के साथ संयुग्मित बोरोनेटेड डेनड्रीमर, जो ईजीएफआर को लक्षित करता है, का उपयोग चूहों में कैंसर कोशिकाओं को बोरोन को सफलतापूर्वक वितरित करने के लिए किया गया था। सह-संस्कृति परिदृश्य में कोलोरेक्टल (HCT-116) कैंसर कोशिकाओं के लक्षित विनाश के लिए पेप्टाइड्स के साथ  नैनो कण डेनड्रीमर्स को संशोधित करना भी सफल रहा है। लक्ष्य पेप्टाइड का उपयोग साइट- या सेल-विशिष्ट डिलीवरी को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, एवं यह दिखाया गया है कि ये पेप्टाइड डेनड्रीमर्स के साथ जोड़े जाने पर लक्ष्यीकरण विशिष्टता में वृद्धि करते हैं। विशेष रूप से, जेमिसिटाबाइन-लोडेड वाईआईजीएसआर- सीएम चैट/ पीएएमएएम, अद्वितीय प्रकार का डेनड्रीमर नैनोपार्टिकल, इन कैंसर कोशिकाओं पर लक्षित मृत्यु दर को प्रेरित करता है। यह  लेमिनिन रिसेप्टर्स के साथ डेनड्रीमर की चयनात्मक बातचीत के माध्यम से किया जाता है। पेप्टाइड डेनड्रीमर्स को भविष्य में कैंसर कोशिकाओं को ठीक से लक्षित करने एवं कीमोथेराप्यूटिक एजेंटों को वितरित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।

रासायनिक लक्ष्यीकरण संशोधनों का उपयोग करके डेनड्रीमर्स के सेलुलर तेज तंत्र को भी ट्यून किया जा सकता है। गैर-संशोधितपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर को द्रव चरण एंडोसाइटोसिस द्वारा सक्रिय माइक्रोग्लिया में लिया जाता है। इसके विपरीत, हाइड्रॉक्सिलपीएएमएएम-G4 डेनड्रीमर्स का मैनोज संशोधन मैनोज-रिसेप्टर (सीडी206) मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस के आंतरिककरण के तंत्र को परिवर्तित करने में सक्षम था। इसके अतिरिक्त, मैनोज संशोधन रैबिटों के शरीर के बाकी हिस्सों में जैव वितरण को परिवर्तित करने में सक्षम था।

फार्माकोकाइनेटिक्स एवं फार्माकोडायनामिक्स
डेनड्रीमर्स में दवा के फार्माकोकाइनेटिक्स एवं फार्माकोडायनामिक्स (पीके/पीडी) प्रोफाइल को पूर्ण करने से परिवर्तित करने की क्षमता है। वाहक के रूप में, पीके / पीडी अब दवा द्वारा ही निर्धारित नहीं किया जाता है, चूँकि डेनड्रीमर के स्थानीयकरण, दवा रिलीज एवं डेनड्रीमर उत्सर्जन द्वारा निर्धारित किया जाता है। डेनड्रीमर के आकार, संरचना एवं सतह की विशेषताओं में भिन्नता के कारण एडीएमई गुण अधिक ट्यून करने योग्य हैं। अपितु G9 डेनड्रीमर्स यकृत एवं प्लीहा को अधिक मात्रा में बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं, जी6 डेनड्रीमर्स अधिक व्यापक रूप से बायोडिस्ट्रीब्यूशन करते हैं। जैसे-जैसे आणविक भार बढ़ता है, मूत्र निकासी एवं प्लाज्मा निकासी कम हो जाती है, अपितु टर्मिनल आधा जीवन बढ़ जाता है।

डिलीवरी के रास्ते
निर्धारित उपचार के साथ रोगी के अनुपालन को बढ़ाने के लिए, दवाओं के प्रशासन के अन्य उपायों की उपेक्षा में मौखिक रूप से दवाओं के वितरण को प्राथमिकता दी जाती है। चूँकि कई दवाओं की मौखिक जैव उपलब्धता अधिक कम होती है। मौखिक रूप से प्रशासित दवाओं की घुलनशीलता एवं स्थिरता को बढ़ाने एवं आंतों की झिल्ली के माध्यम से दवा के प्रवेश को बढ़ाने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग किया जा सकता है। कीमोथेराप्यूटिक से संयुग्मितपीएएमएएम डेनड्रीमर्स की जैवउपलब्धता का चूहों में अध्ययन किया गया है; यह पाया गया कि मौखिक रूप से प्रशासित लगभग 9% डेनड्रीमर संचलन में पाया गया एवं आंत में न्यूनतम डेनड्रीमर गिरावट हुई। अंतः शिरा डेनड्रीमर डिलीवरी शरीर में विभिन्न अंगों एवं यहां तक ​​कि ट्यूमर तक जीन पहुंचाने के लिए जीन वैक्टर के रूप है। अध्ययन में ज्ञात किया गया कि शिरा इंजेक्शन के माध्यम से, पीपीआई डेनड्रीमर्स एवं जीन कॉम्प्लेक्स के संयोजन के परिणामस्वरूप जिगर में जीन की अभिव्यक्ति हुई, एवं अन्य अध्ययन से पता चला कि इसी प्रकार के इंजेक्शन ने देखे गए जानवरों में ट्यूमर के विकास को वापस कर दिया।

ट्रांसडर्मल दवा वितरण में प्राथमिक बाधा एपिडर्मिस है। हाइड्रोफोबिक दवाओं को त्वचा की परत में घुसने में अधिक जटिल समय होता है, क्योंकि वे त्वचा के तेलों में भारी विभाजन करते हैं। हाल ही में,पीएएमएएम डेनड्रीमर का उपयोग हाइड्रोफिलिसिटी बढ़ाने के लिए गैर स्टेरॉयडल भड़काऊ विरोधी दवा के लिए डिलीवरी वाहनों के रूप में किया गया है, जिससे ड्रग की पैठ अधिक हो गई है। ये संशोधन पॉलिमरिक ट्रांसडर्मल एन्हांसर्स के रूप में कार्य करते हैं जिससे दवाएं अधिक सरलता से त्वचा की बाधा में प्रवेश कर जाती हैं।

डेनड्रीमर दवा वितरण के लिए नए नेत्र औषधि प्रशासन वाहनों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, जो वर्तमान में इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर से भिन्न-भिन्न हैं। वन्दममे एवं बोबेक द्वारा किए गए अध्ययन में दो मॉडल दवाओं के लिए रैबिटों में नेत्र वितरण वाहनों के रूप मेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स का उपयोग किया गया था एवं इस डिलीवरी के ओकुलर रेजिडेंस टाइम को तुलनीय एवं कुछ विषयों में ओकुलर डिलीवरी में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान जैव चिपकने वाला पॉलिमर से अधिक मापा गया है। यह परिणाम इंगित करता है कि प्रशासित दवाएं अधिक सक्रिय थीं एवं उनके मुक्त-दवा समकक्षों की उपेक्षामें डेनड्रीमर्स के माध्यम से वितरित किए जाने पर जैवउपलब्धता में वृद्धि हुई थी। इसके अतिरिक्त, फोटो-क्यूरेबल, ड्रग-एल्यूटिंग डेनड्रीमर-हायल्यूरोनिक एसिड हाइड्रोजेल का उपयोग कॉर्नियल टांके के रूप में सीधे आंख पर लगाया जाता है। इन हाइड्रोजेल टांके ने  रैबिट के मॉडल में चिकित्सा उपकरण के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है जो कॉर्नियल स्कारिंग को कम करता है।

ब्रेन ड्रग डिलीवरी
डेनड्रीमर्स दवा वितरण ने कई पारंपरिक रूप से जटिलदवा वितरण समस्याओं के संभावित समाधान के रूप में प्रमुख वचन दिया है। मस्तिष्क को दवा वितरण के विषय में, डेनड्रीमर्स बढ़ी हुई पारगम्यता एवं प्रतिधारण प्रभाव एवं रक्त-मस्तिष्क बाधा है | रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) हानि का लाभ उठाने में सक्षम हैं जिससे वीवो में प्रभावी ढंग से बीबीबी पार किया जा सके। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेडपीएएमएएम डेनड्रीमर्स मस्तिष्क में सूजन वाले बृहतभक्षककोशिका के लिए आंतरिक लक्ष्यीकरण क्षमता रखते हैं, मस्तिष्क पक्षाघात के रैबिट मॉडल में फ्लोरोसेंटली लेबल तटस्थ पीढ़ी डेनड्रीमर्स का उपयोग करके सत्यापित किया जाता है। इस आंतरिक लक्ष्यीकरण ने विभिन्न स्थितियों में दवा वितरण को सक्षम किया है, सेरेब्रल पाल्सी एवं अन्य न्यूरोइंफ्लेमेटरी विकारों से लेकर दर्दनाक मस्तिष्क की चोट एवं हाइपोथर्मिक सर्कुलेटरी अरेस्ट तक, चूहों एवं  रैबिटों से लेकर कैनाइन तक के विभिन्न प्रकार के पशु मॉडल है।   मस्तिष्क में डेनड्रीमर तेज सूजन एवं बीबीबी हानि की गंभीरता से संबंधित है एवं यह माना जाता है कि बीबीबी हानि डेनड्रीमर पैठ की अनुमति देने वाला प्रमुख ड्राइविंग कारक है। सक्रिय  माइक्रोग्लिया की ओर स्थानीयकरण भारी है। डेनड्रीमर-संयुग्मित एन-एसिटाइल सिस्टीन ने विवो में दवा के आधार पर मुफ्त दवा की उपेक्षामें 1000 गुना से अधिक कम खुराक पर विरोधी भड़काऊ के रूप में प्रभावकारिता दिखाई है, सेरेब्रल पाल्सी, राइट सिंड्रोम, धब्बेदार अध: पतन एवं अन्य भड़काऊ रोगों के फेनोटाइप को विपरीत कर दिया है।

नैदानिक ​​परीक्षण
स्टारफार्मा, ऑस्ट्रेलियाई दवा कंपनी, के कई उत्पाद हैं जो या तो प्रयोग से ही उपयोग के लिए स्वीकृत हो चुके हैं या नैदानिक ​​परीक्षण चरण में हैं। एसपीएल7013, जिसे एस्टोड्रीमर सोडियम के रूप में भी जाना जाता है, हाइपरब्रांच्ड पॉलीमर है जिसका उपयोग स्टारफार्मा की विवाजेल लाइन ऑफ फार्मास्यूटिकल्स में किया जाता है जो वर्तमान में बैक्टीरियल वेजिनोसिस के इलाज एवं यूरोप, दक्षिण पूर्व एशिया, जापान, कनाडा एवं ऑस्ट्रेलिया में एचआईवी, एचपीवी एवं एचएसवी के प्रसार को रोकने के लिए स्वीकृत है। एसपीएल7013 की व्यापक एंटीवायरल कार्रवाई के कारण, इसे हाल ही में कंपनी द्वारा SARS-CoV-2 के इलाज के लिए संभावित दवा के रूप में परीक्षण किया गया है। कंपनी का कहना है कि प्रारंभिक इन-विट्रो अध्ययन कोशिकाओं में SARS-CoV-2 संक्रमण को रोकने में उच्च प्रभावकारिता दिखाते हैं।

जीन डिलीवरी एवं ट्रांसफेक्शन
कोशिका के आवश्यक भागों में डीएनए के टुकड़ों को पहुंचाने की क्षमता में कई चुनौतियाँ सम्मिलित हैं। डीएनए को नुकसान पहुँचाए या निष्क्रिय किए बिना जीनों को कोशिकाओं में भेजने के लिए डेनड्रीमर्स का उपयोग करने के उपाय खोजने के लिए वर्तमान शोध किया जा रहा है। निर्जलीकरण के समय डीएनए की गतिविधि को बनाए रखने के लिए, डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स को पानी में घुलनशील बहुलक में समझाया गया था, एवं फिर कार्यात्मक बहुलक फिल्मों में तेजी से गिरावट दर के साथ एकत्रित किया गया था जिससे जीन संक्रमण को मध्यस्थ किया जा सके। इस पद्धति के आधार पर,पीएएमएएम डेनड्रीमर/डीएनए कॉम्प्लेक्स का उपयोग सब्सट्रेट मध्यस्थता जीन वितरण के लिए कार्यात्मक बायोडिग्रेडेबल पॉलीमर फिल्मों को एनकैप्सुलेट करने के लिए किया गया था। शोध से पता चला है कि तेजी से घटने वाले कार्यात्मक बहुलक में स्थानीय अभिकर्मक के लिए काफी संभावनाएं हैं।

सेंसर
डेनड्रीमर्स के सेंसर में संभावित अनुप्रयोग हैं। अध्ययन की गई प्रणालियों में पॉली (प्रोपीलीन इमाइन) का उपयोग कर प्रोटॉन या पीएच सेंसर सम्मिलित हैं, प्रतिदीप्ति संकेत शमन का पता लगाने के लिए कैडमियम-सल्फ़ाइड/पॉलीप्रोपाइलेनिमाइन टेट्राहेक्साकोंटामाइन डेनड्रीमर कंपोजिट, एवं धातु कटियन फोटो पहचान  के लिए प्रथम एवं दूसरी पीढ़ी के डेनड्रीमर्स है। वृक्ष के समान संरचनाओं में कई पहचान एवं बाध्यकारी साइटों की संभावना के कारण इस क्षेत्र में अनुसंधान हो रहा है।

नैनोकण
डेनड्रीमर्स का उपयोग मोनोडिस्पर्स धातु नैनोकणों के संश्लेषण में भी किया जाता है। पॉली (एमिडोएमाइड), यापीएएमएएम, डेनड्रीमर का उपयोग उनके तृतीयक अमाइन समूहों के लिए डेनड्रीमर के भीतर शाखाओं में बँटने के लिए किया जाता है। धातु आयनों को जलीय डेनड्रीमर समाधान में प्रस्तुत किया जाता है एवं धातु आयन तृतीयक अमाइन में सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के साथ जटिल बनाते हैं। संकुलन के पश्चात, आयन नैनोपार्टिकल बनाने के लिए अपने शून्यसंयोजी अवस्था में कम हो जाते हैं जो डेनड्रीमर के अंदर समाहित हो जाता है। इन नैनोकणों की चौड़ाई 1.5 से 10 नैनोमीटर तक होती है एवं इन्हें डेनड्रीमर-एनकैप्सुलेटेड नैनोपार्टिकल्स कहा जाता है।

अन्य अनुप्रयोग
आधुनिक खेती में कीटनाशकों, शाकनाशियों एवं कीटनाशकों के व्यापक उपयोग को देखते हुए, कंपनियां स्वस्थ पौधों की वृद्धि को सक्षम करने एवं पौधों की बीमारियों से लड़ने में सहायता करने के लिए एग्रोकेमिकल्स के वितरण में सुधार करने में सहायता के लिए डेनड्रीमर्स का भी उपयोग कर रही हैं। रक्त के विकल्प के रूप में उपयोग के लिए डेनड्रीमर्स की भी शोध की जा रही है। हीम-मिमेटिक सेंटर के समीप उनका स्टेरिक बल्क मुक्त हीम की उपेक्षा में गिरावट को धीमा कर देता है, एवं मुक्त हीम द्वारा प्रदर्शित साइटोटॉक्सीसिटी को रोकता है। डेंड्राइटिक फंक्शनल पॉलीमर पोलीएमिडोएमीन (पीएएमएएम) का उपयोग कोर शेल संरचना यानी माइक्रोकैप्सूल तैयार करने के लिए किया जाता है एवं इसका उपयोग पारंपरिक के स्व-उपचार कोटिंग्स के निर्माण एवं नवीकरणीय उत्पत्ति है।

दवा वितरण
ड्रग-डिलीवरी प्रणालीमें डेनड्रीमर्स विभिन्न मेजबान-अतिथि इंटरैक्शन का उदाहरण है। मेजबान एवं अतिथि, डेनड्रीमर एवं दवा के मध्य क्रमशः हाइड्रोफोबिक या सहसंयोजक हो सकता है। मेजबान एवं अतिथि के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन को एनकैप्सुलेटेड माना जाता है, अपितु सहसंयोजक इंटरैक्शन को संयुग्मित माना जाता है। दवा में डेनड्रीमर्स के उपयोग ने दवा की घुलनशीलता एवं जैवउपलब्धता को बढ़ाकर दवा वितरण में सुधार दिखाया है। संयोजन के रूप में, डेनड्रीमर्स सेलुलर तेज एवं लक्ष्यीकरण क्षमता दोनों को बढ़ा सकते हैं, एवं दवा प्रतिरोध को कम कर सकते हैं। विभिन्न नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी ड्रग्स (एनएसएआईडी) की घुलनशीलता तब बढ़ जाती है जब उन्हेंपीएएमएएम डेनड्रीमर्स में एनकैप्सुलेट किया जाता है। इस अध्ययन से ज्ञात होता है कि एनएसएआईडी घुलनशीलता में वृद्धिपीएएमएएम में सतह अमाइन समूहों एवं एनएसएआईडी में पाए जाने वाले कार्बोक्सिल समूहों के मध्य इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण होती है। घुलनशीलता में वृद्धि में योगदान दवाओं में सुगंधित समूहों एवं डेनड्रीमर के आंतरिक गुहाओं के मध्य हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन हैं। जब एक दवा एक डेनड्रीमर के भीतर समाहित हो जाती है, तो इसके भौतिक एवं शारीरिक गुण अपरिवर्तित रहते हैं, जिसमें अन्य-विशिष्टता एवं विषाक्तता सम्मिलित है। चूँकि, जब डेनड्रीमर एवं दवा सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं, तो इसका उपयोग विशिष्ट ऊतक लक्ष्यीकरण एवं नियंत्रित रिलीज दरों के लिए किया जा सकता है। डेंड्रीमर सतहों पर कई दवाओं का सहसंयोजक संयुग्मन अघुलनशीलता की समस्या उत्पन कर सकता है। इस सिद्धांत का कैंसर उपचार अनुप्रयोग के लिए भी अध्ययन किया जा रहा है। कई समूहों ने कैंसर रोधी दवाओं जैसे कैम्पटोथेसिन, मेथोट्रेक्सेट एवं डॉक्सोरूबिसिन को एनकैप्सुलेट किया है। इन शोधों के परिणामों से ज्ञात होता है कि डेनड्रीमर्स ने जलीय विलेयता में वृद्धि की है, रिलीज़ दर को धीमा किया है, एवं संभवतः दवाओं की साइटोटोक्सिसिटी को नियंत्रित किया है। सिस्प्लैटिन कोपीएएमएएम डेनड्रीमर्स से संयुग्मित किया गया है जिसके परिणामस्वरूप ऊपर सूचीबद्ध समान औषधीय परिणाम मिले, परन्तु संयुग्मन ने अंतःशिरा प्रशासन में ठोस ट्यूमर में सिस्प्लैटिन को एकत्रित करने में भी सहायता की है।

यह भी देखें

 * डेंड्रोनाइज्ड पॉलीमर
 * मेटलोडेन्ड्रिमर
 * फेरोसीन युक्त डेनड्रीमर्स