Verbesserte Elektrospray-Abscheidungstechnik könnte Impfungen ohne Impfung ermöglichen – Physics World

Eine neue und hochpräzise Elektrospray-Technik könnte zur Herstellung von Beschichtungen aus Biomaterialien und bioaktiven Verbindungen für medizinische Anwendungen wie Impfungen eingesetzt werden. Die Technik, die von Forschern der Rutgers University in den USA entwickelt wurde, zielt besser auf die zu besprühende Region ab als bestehende Methoden und bietet eine bessere Kontrolle über die elektrische Entladung der abgeschiedenen geladenen Partikel. Das Ergebnis ist, dass am Ende mehr Spray den gewünschten Bereich bedeckt.

Bei der Elektrospray-Abscheidung wird eine Hochspannung an eine fließende Flüssigkeit angelegt, um diese in einen Nebel aus feinen Partikeln mit geladenen Oberflächen umzuwandeln. Während sich diese geladenen Teilchen auf den Zielbereich zubewegen, verdampfen sie und bilden einen festen Niederschlag.

Während die Technik bei der Beschichtung massiver Objekte wie Autokarosserien effizient ist, ist sie bei kleineren Zielen weitaus weniger effizient. Dies liegt daran, dass sich um das Ziel herum Ladung aufbaut und es effektiv vor der „Sicht“ des Sprühnebels schützt. Ohne ein Ziel destabilisiert sich der Sprühnebel und verwandelt sich in einen größeren, weniger gerichteten Nebel, erklärt er Jonathan Sänger, eine Materialingenieur bei Rutgers und Leiter einer Studie über die neue Technik.

Tröpfchen „sehen“ das Ziel

In der Studie, die detailliert beschrieben wird Nature Communications veröffentlicht Singer und Kollegen hielten die Tröpfchen auf das Ziel gerichtet, indem sie darunter einen großen, geerdeten Träger platzierten, der durch isolierende Beschichtungen von den Sprühtröpfchen isoliert ist. „Der Zweck dieser Unterstützung besteht darin, das elektrische Feld zu stabilisieren und sicherzustellen, dass alle Tröpfchen, die sich dem Ziel nähern, es ‚sehen‘“, erklärt Singer.

Das Team demonstrierte diese Technik mit mehreren Materialien, darunter biokompatible Polymere, Proteine ​​und bioaktive Moleküle, und sowohl auf flachen als auch auf Mikronadel-Array-Targets, bei denen es sich um komplexe Oberflächen handelt. Diese bioaktiven Stoffe können kostspielig sein, aber aufgrund ihres klinischen Nutzens werden sie zunehmend zur Beschichtung medizinischer Geräte wie Stents, Defibrillatoren und Herzschrittmacher eingesetzt, die in den Körper implantiert werden. In jüngerer Zeit tauchen sie auch in Produkten wie Pflastern auf, die Medikamente und Impfstoffe durch die Haut abgeben. In beiden Fällen bedeutet eine effizientere Ablagerung, dass weniger wertvolles Material verschwendet wird.

„Aktuelle Methoden erreichen nur eine Effizienz von etwa 40 %“, bemerkt Singer, „aber durch die Einbeziehung verschiedener Strategien zur Manipulation der ‚Ladungslandschaft‘ der abzuscheidenden Partikel können wir Beschichtungen erzeugen, die fast 100 % des auf einer Oberflächenmessung versprühten Materials enthalten.“ 3 mm²"

Hohe Effizienz in einer Vielzahl von Materialien

Die neue Technik ist nicht nur effizienter, sondern auch flexibler als bestehende Methoden, die häufig eine umfassende Optimierung der Materialformulierung erfordern, um die richtige Viskosität und Oberflächenspannung für einen bestimmten Film zu erhalten. „Eines der Dinge, die wir in unserer Arbeit gezeigt haben, ist, dass wir eine hohe Effizienz bei der Beschichtung einer breiten Palette von Materialien erreichen können, darunter niedermolekulare Medikamente, Impfstoffe und Polymere“, sagt Singer. „Das bedeutet, dass wir ein breiteres Spektrum an Formulierungen verwenden und die Formulierungsentwicklung auf die jeweilige Funktion konzentrieren können.“

Im Fall von Impfstoffen könnte dies beispielsweise bedeuten, dass man sich auf Formulierungen konzentriert, die das Medikament besser in die Zielzellen bringen, sagt er Physik-Welt.

Bisher konzentrierte sich die Forschung des Teams auf die Trockenbeschichtung von Mikronadel-Arrays mit DNA-Impfstoffen in Zusammenarbeit mit ihrem Sponsor GeneOne Life Science Inc., der niedermolekulare Medikamente und Impfstoffe herstellt. „Mikronadel-Arrays sind einfacher zu verabreichen und weniger schmerzhaft als typische Injektionen, und trocken beschichtete Medikamente sind im Allgemeinen stabiler“, erklärt Singer. „Das bedeutet, dass sie in abgelegene oder unterversorgte Bevölkerungsgruppen transportiert werden könnten. Die Tatsache, dass die Beschichtungen auf komplexe Oberflächen aufgebracht werden können, sollte auch andere Anwendungen ermöglichen, beispielsweise dauerhaftere Implantate wie Gefäßstents, die mit Medikamenten behandelt werden, um die Gerinnung zu verhindern.“

Mikronadelpflaster kombinieren Kaltplasma und Immuntherapie zur Behandlung von Melanomen

Später werde die Möglichkeit, auf strukturierte Elektrodenanordnungen abzuzielen, auch Anwendungen in der Mikroelektronik in der sogenannten „Lab-on-Chip“-Diagnostik ermöglichen, fügt er hinzu.

Die nächsten Schritte dieser Technologie bestehen darin, ihre Wirksamkeit im Tierversuch und letztendlich am Menschen zu demonstrieren. „Wir forschen auch weiterhin an der Übersetzung der Hardware, die wir benötigen, um den Prozess vom Labortisch auf ein kommerzielleres Produkt zu übertragen“, sagt Singer und fügt hinzu, dass die Zusammenarbeit zwischen Universität und Industrie entscheidend war, um ihre bisherigen Arbeiten in klinische Studien zu beschleunigen.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/