Une technique améliorée de dépôt par électropulvérisation pourrait permettre des vaccinations sans injection – Physics World

Une nouvelle technique d'électrospray très précise pourrait être utilisée pour créer des revêtements de biomatériaux et de composés bioactifs pour des applications médicales telles que les vaccinations. La technique, développée par des chercheurs de l'Université Rutgers aux États-Unis, cible mieux la région pulvérisée que les méthodes existantes et offre un contrôle accru sur la décharge électrique des particules chargées déposées. Le résultat est qu’une plus grande quantité de pulvérisation finit par recouvrir la zone d’intérêt.

Le dépôt par électrospray consiste à appliquer une haute tension à un liquide en écoulement pour le convertir en un brouillard de fines particules aux surfaces chargées. Au fur et à mesure que ces particules chargées se déplacent vers la zone cible, elles s’évaporent et déposent un précipité solide.

Si la technique est efficace pour recouvrir des objets massifs tels que des carrosseries de voitures, elle l’est beaucoup moins pour des cibles plus petites. En effet, la charge s’accumule autour de la cible et la masque efficacement de la « vue » du spray. Sans cible, le jet se déstabilise en un brouillard plus gros et moins dirigé, explique Jonathan Chanteurun ingénieur matériaux chez Rutgers et le responsable d'une étude sur la nouvelle technique.

Les gouttelettes « voient » la cible

Dans l'étude, détaillée dans Communications Nature, Singer et ses collègues ont maintenu les gouttelettes dirigées vers la cible en plaçant en dessous un grand support mis à la terre, isolé des gouttelettes pulvérisées par des revêtements isolants. "Le but de ce support est de stabiliser le champ électrique et de garantir que toutes les gouttelettes qui s'approchent de la cible la "voient", explique Singer.

L’équipe a démontré cette technique avec plusieurs matériaux, notamment des polymères biocompatibles, des protéines et des molécules bioactives, et sur des cibles plates et à micro-aiguilles, qui sont des surfaces complexes. Ces bioactifs peuvent être coûteux, mais leur utilité clinique signifie qu'ils sont de plus en plus utilisés pour recouvrir des dispositifs médicaux tels que des stents, des défibrillateurs et des stimulateurs cardiaques implantés dans le corps. Plus récemment, ils sont également apparus dans des produits tels que des patchs qui administrent des médicaments et des vaccins à travers la peau. Dans les deux cas, pouvoir les déposer plus efficacement signifie gaspiller moins de précieux matériaux.

« Les méthodes actuelles n'atteignent qu'une efficacité d'environ 40 % », note Singer, « mais en incorporant différentes stratégies pour manipuler le « paysage de charge » des particules déposées, nous pouvons produire des revêtements contenant près de 100 % du matériau pulvérisé sur une surface mesurant 3 mm². »

Des rendements élevés dans une large gamme de matériaux

En plus d'être plus efficace, la nouvelle technique est plus flexible que les méthodes existantes, qui nécessitent souvent une grande optimisation de la formulation du matériau pour obtenir la viscosité et la tension superficielle appropriées pour un film spécifique. "L'une des choses que nous avons montrées dans notre travail est que nous pouvons atteindre des rendements élevés pour le revêtement d'un large éventail de matériaux, notamment des médicaments à petites molécules, des vaccins et des polymères", explique Singer. "Cela signifie que nous pouvons utiliser une gamme plus large de formulations et concentrer le développement de cette formulation sur quelle que soit cette fonction."

Dans le cas des vaccins, par exemple, cela pourrait impliquer de se concentrer sur des formulations plus efficaces pour introduire le médicament dans les cellules cibles, explique-t-il. Monde de la physique.

Jusqu'à présent, les recherches de l'équipe se sont concentrées sur des réseaux de micro-aiguilles à revêtement sec avec des vaccins à ADN, en collaboration avec leur sponsor GeneOne Life Science Inc., qui fabrique des médicaments et des vaccins à petites molécules. « Les réseaux de micro-aiguilles sont plus faciles à administrer et moins douloureux que les injections classiques, et les médicaments à revêtement sec sont généralement plus stables », explique Singer. « Cela signifie qu’ils pourraient être transportés vers des populations éloignées ou mal desservies. Le fait que les revêtements puissent être déposés sur des surfaces complexes devrait également permettre d’autres applications, telles que des implants plus permanents comme les stents vasculaires traités avec des médicaments pour empêcher la coagulation.

Le patch à micro-aiguilles combine plasma froid et immunothérapie pour traiter le mélanome

À terme, la possibilité de cibler des réseaux d'électrodes à motifs permettra également des applications en microélectronique dans les diagnostics dits « de laboratoire sur puce », ajoute-t-il.

Les prochaines étapes de cette technologie consistent à démontrer son efficacité dans des expérimentations animales et, à terme, chez l'homme. « Nous poursuivons également nos recherches pour traduire le matériel dont nous avons besoin pour transférer le processus du laboratoire vers un produit plus commercial », explique Singer, ajoutant que la collaboration université-industrie a été cruciale pour accélérer leurs travaux antérieurs vers les essais cliniques.

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