Η βελτιωμένη τεχνική εναπόθεσης ηλεκτροψεκασμού θα μπορούσε να φέρει εμβολιασμούς χωρίς τρύπημα – Physics World

Μια νέα και υψηλής ακρίβειας τεχνική ηλεκτροψεκασμού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία επικαλύψεων βιοϋλικών και βιοδραστικών ενώσεων για ιατρικές εφαρμογές όπως οι εμβολιασμοί. Η τεχνική, η οποία αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Rutgers στις ΗΠΑ, είναι καλύτερη στο να στοχεύει την περιοχή που ψεκάζεται από τις υπάρχουσες μεθόδους και παρέχει αυξημένο έλεγχο της ηλεκτρικής εκφόρτισης των φορτισμένων σωματιδίων που εναποτίθενται. Το αποτέλεσμα είναι ότι περισσότερο από το σπρέι καταλήγει να επικαλύπτει την περιοχή ενδιαφέροντος.

Η εναπόθεση ηλεκτροψεκασμού περιλαμβάνει την εφαρμογή υψηλής τάσης σε ένα ρέον υγρό για να μετατραπεί σε ένα νέφος λεπτών σωματιδίων με φορτισμένες επιφάνειες. Καθώς αυτά τα φορτισμένα σωματίδια ταξιδεύουν προς την περιοχή στόχο, εξατμίζονται και εναποθέτουν ένα στερεό ίζημα.

Ενώ η τεχνική είναι αποτελεσματική στην επίστρωση ογκωδών αντικειμένων όπως αμαξώματα αυτοκινήτων, είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματική για μικρότερους στόχους. Αυτό συμβαίνει επειδή το φορτίο συσσωρεύεται γύρω από τον στόχο και τον προστατεύει αποτελεσματικά από την «όψη» του ψεκασμού. Χωρίς στόχο, το σπρέι αποσταθεροποιείται σε μια μεγαλύτερη, λιγότερο κατευθυνόμενη ομίχλη, εξηγεί Τζόναθαν Σίνγκερ, μια μηχανικός υλικών στο Rutgers και επικεφαλής μιας μελέτης για τη νέα τεχνική.

Τα σταγονίδια «βλέπουν» τον στόχο

Στη μελέτη, η οποία αναλύεται στο Nature Communications, ο Singer και οι συνεργάτες του κράτησαν τα σταγονίδια κατευθυνόμενα στον στόχο τοποθετώντας ένα μεγάλο, γειωμένο στήριγμα κάτω από αυτό που απομονώνεται από τα σταγονίδια ψεκασμού με μονωτικές επικαλύψεις. «Ο σκοπός αυτής της υποστήριξης είναι να σταθεροποιήσει το ηλεκτρικό πεδίο και να βεβαιωθείτε ότι τυχόν σταγονίδια που πλησιάζουν τον στόχο τον «βλέπουν»», εξηγεί ο Singer.

Η ομάδα επέδειξε αυτή την τεχνική με πολλά υλικά, συμπεριλαμβανομένων βιοσυμβατών πολυμερών, πρωτεϊνών και βιοδραστικών μορίων, και σε επίπεδους και σε στόχους με μικροβελόνες, που είναι πολύπλοκες επιφάνειες. Αυτά τα βιοενεργά μπορεί να είναι δαπανηρά, αλλά η κλινική τους χρησιμότητα σημαίνει ότι χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την επικάλυψη ιατρικών συσκευών όπως στεντ, απινιδωτές και βηματοδότες που εμφυτεύονται στο σώμα. Πιο πρόσφατα, εμφανίστηκαν επίσης σε προϊόντα όπως επιθέματα που παρέχουν φάρμακα και εμβόλια μέσω του δέρματος. Και στις δύο περιπτώσεις, το να μπορείτε να τα αποθέσετε πιο αποτελεσματικά σημαίνει σπατάλη λιγότερης ποσότητας από το πολύτιμο υλικό.

«Οι τρέχουσες μέθοδοι επιτυγχάνουν μόνο περίπου 40% απόδοση», σημειώνει ο Singer, «αλλά ενσωματώνοντας διαφορετικές στρατηγικές για τον χειρισμό του «τοπίου φορτίου» των σωματιδίων που εναποτίθενται, μπορούμε να παράγουμε επιστρώσεις που περιέχουν σχεδόν το 100% του ψεκασμένου υλικού σε μια επιφάνεια μέτρησης 3 χλστ². "

Υψηλή απόδοση σε μεγάλη γκάμα υλικών

Εκτός από πιο αποτελεσματική, η νέα τεχνική είναι πιο ευέλικτη από τις υπάρχουσες μεθόδους, οι οποίες συχνά απαιτούν πολλή βελτιστοποίηση της σύνθεσης του υλικού για να αποκτήσουν το σωστό ιξώδες και επιφανειακή τάση για ένα συγκεκριμένο φιλμ. «Ένα από τα πράγματα που δείξαμε στη δουλειά μας είναι ότι μπορούμε να επιτύχουμε υψηλές αποδόσεις για την επίστρωση ενός ευρέος φάσματος υλικών, συμπεριλαμβανομένων μικρών μορίων φαρμάκων, εμβολίων και πολυμερών», λέει ο Singer. «Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ευρύτερο φάσμα σκευασμάτων και να εστιάσουμε αυτή την ανάπτυξη σκευασμάτων σε όποια και αν είναι αυτή η λειτουργία».

Στην περίπτωση των εμβολίων, για παράδειγμα, αυτό μπορεί να σημαίνει εστίαση σε σκευάσματα που είναι καλύτερα στο να μεταφέρουν το φάρμακο στα κύτταρα στόχους, λέει Κόσμος Φυσικής.

Μέχρι τώρα, η έρευνα της ομάδας επικεντρωνόταν στην ξηρή επίστρωση συστοιχιών μικροβελόνων με εμβόλια DNA, σε συνεργασία με τον χορηγό τους GeneOne Life Science Inc., η οποία κατασκευάζει φάρμακα και εμβόλια μικρών μορίων. «Οι συστοιχίες μικροβελόνων είναι ευκολότερες στη χορήγηση και λιγότερο επώδυνες από τις τυπικές ενέσεις και τα φάρμακα με ξηρή επίστρωση είναι γενικά πιο σταθερά», εξηγεί ο Singer. «Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσαν να μεταφερθούν σε απομακρυσμένους ή υποεξυπηρετούμενους πληθυσμούς. Το γεγονός ότι οι επικαλύψεις μπορούν να εναποτεθούν σε πολύπλοκες επιφάνειες θα πρέπει επίσης να επιτρέπει άλλες εφαρμογές, όπως πιο μόνιμα εμφυτεύματα όπως τα αγγειακά στεντ που αντιμετωπίζονται με φάρμακα για την πρόληψη της πήξης».

Το έμπλαστρο Microneedle συνδυάζει ψυχρό πλάσμα και ανοσοθεραπεία για τη θεραπεία του μελανώματος

Πιο κάτω, η δυνατότητα στόχευσης συστοιχιών ηλεκτροδίων με μοτίβο θα επιτρέψει επίσης εφαρμογές στη μικροηλεκτρονική στα λεγόμενα διαγνωστικά "lab-on-chip", προσθέτει.

Τα επόμενα βήματα αυτής της τεχνολογίας είναι να αποδείξει την αποτελεσματικότητά της σε πειράματα σε ζώα και τελικά σε ανθρώπους. «Συνεχίζουμε επίσης την έρευνα για τη μετάφραση του υλικού που χρειαζόμαστε για να μεταφέρουμε τη διαδικασία από τον πάγκο του εργαστηρίου σε ένα πιο εμπορικό προϊόν», λέει ο Singer, προσθέτοντας ότι η συνεργασία πανεπιστημίου-βιομηχανίας ήταν ζωτικής σημασίας για την επιτάχυνση της προηγούμενης εργασίας τους σε κλινικές δοκιμές.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/