La técnica mejorada de deposición por electropulverización podría permitir vacunas sin inyecciones – Physics World

Se podría utilizar una técnica de electropulverización nueva y de alta precisión para crear recubrimientos de biomateriales y compuestos bioactivos para aplicaciones médicas como las vacunas. La técnica, desarrollada por investigadores de la Universidad de Rutgers en Estados Unidos, es mejor que los métodos existentes para apuntar a la región que se rocía y proporciona un mayor control sobre la descarga eléctrica de las partículas cargadas que se depositan. El resultado es que una mayor cantidad de spray termina cubriendo el área de interés.

La deposición por electropulverización implica aplicar un alto voltaje a un líquido que fluye para convertirlo en una niebla de partículas finas con superficies cargadas. A medida que estas partículas cargadas viajan hacia el área objetivo, se evaporan y depositan un precipitado sólido.

Si bien la técnica es eficaz para recubrir objetos masivos, como carrocerías de automóviles, lo es mucho menos para objetivos más pequeños. Esto se debe a que la carga se acumula alrededor del objetivo y lo protege eficazmente de la "vista" del spray. Sin un objetivo, el spray se desestabiliza formando una niebla más grande y menos dirigida, explica cantante jonathan, ingeniero de materiales en Rutgers y líder de un estudio sobre la nueva técnica.

Las gotas "ven" el objetivo

En el estudio, que se detalla en Nature Communications, Singer y sus colegas mantuvieron las gotas dirigidas al objetivo colocando un soporte grande conectado a tierra debajo de él que está aislado de las gotas de pulverización mediante revestimientos aislantes. "El propósito de este soporte es estabilizar el campo eléctrico y garantizar que cualquier gota que se acerque al objetivo lo 'vea'", explica Singer.

El equipo demostró esta técnica con varios materiales, incluidos polímeros biocompatibles, proteínas y moléculas bioactivas, y en objetivos tanto planos como de microagujas, que son superficies complejas. Estos bioactivos pueden ser costosos, pero su utilidad clínica significa que se emplean cada vez más para recubrir dispositivos médicos como stents, desfibriladores y marcapasos que se implantan en el cuerpo. Más recientemente, también han aparecido en productos como parches que administran medicamentos y vacunas a través de la piel. En cualquier caso, poder depositarlos de manera más eficiente significa desperdiciar menos material preciado.

"Los métodos actuales sólo logran alrededor del 40% de eficiencia", señala Singer, "pero al incorporar diferentes estrategias para manipular el 'paisaje de carga' de las partículas que se depositan, podemos producir recubrimientos que contienen casi el 100% del material rociado en una superficie que mide 3 milímetros²."

Altas eficiencias en una amplia gama de materiales.

Además de ser más eficiente, la nueva técnica es más flexible que los métodos existentes, que a menudo requieren mucha optimización de la formulación del material para obtener la viscosidad y tensión superficial adecuadas para una película específica. "Una de las cosas que demostramos en nuestro trabajo es que podemos lograr altas eficiencias para recubrir una amplia gama de materiales, incluidos fármacos, vacunas y polímeros de moléculas pequeñas", dice Singer. "Esto significa que podemos utilizar una gama más amplia de formulaciones y centrar el desarrollo de la formulación en cualquiera que sea esa función".

En el caso de las vacunas, por ejemplo, esto podría significar centrarse en formulaciones que sean mejores para hacer llegar el fármaco a las células diana, explica. Mundo de la física.

Hasta ahora, la investigación del equipo se ha centrado en el recubrimiento seco de matrices de microagujas con vacunas de ADN, en colaboración con su patrocinador GeneOne Life Science Inc., que fabrica medicamentos y vacunas de moléculas pequeñas. "Las matrices de microagujas son más fáciles de administrar y menos dolorosas que las inyecciones típicas, y los fármacos recubiertos en seco son generalmente más estables", explica Singer. “Esto significa que podrían ser transportados a poblaciones remotas o desatendidas. El hecho de que los recubrimientos puedan depositarse en superficies complejas también debería permitir otras aplicaciones, como implantes más permanentes como stents vasculares que se tratan con medicamentos para prevenir la coagulación”.

El parche con microagujas combina plasma frío e inmunoterapia para tratar el melanoma

Más adelante, poder apuntar a matrices de electrodos modelados también permitirá aplicaciones en microelectrónica en los llamados diagnósticos de “laboratorio en chip”, añade.

Los próximos pasos de esta tecnología son demostrar su eficacia en experimentos con animales y, en última instancia, en humanos. "También continuamos investigando para traducir el hardware que necesitamos para transferir el proceso de la mesa de laboratorio a un producto más comercial", dice Singer, y agrega que la colaboración entre la universidad y la industria ha sido crucial para acelerar su trabajo anterior hacia los ensayos clínicos.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/