बेहतर इलेक्ट्रोस्प्रे जमाव तकनीक जैब-मुक्त टीकाकरण ला सकती है - फिजिक्स वर्ल्ड

बेहतर इलेक्ट्रोस्प्रे जमाव तकनीक जैब-मुक्त टीकाकरण ला सकती है - फिजिक्स वर्ल्ड

टाइम स्टैम्प: 26 सितंबर, 2023 शाम 12:00 बजे

छवि रंगे-गुलाबी डीएनए वैक्सीन से लेपित माइक्रोसुइयों की एक श्रृंखला दिखा रही है। गुलाबी सुइयाँ नारंगी पृष्ठभूमि से बाहर निकल रही हैं
गुलाबी उपचार: रंगे हुए डीएनए वैक्सीन को कुशल इलेक्ट्रोस्प्रे जमाव द्वारा माइक्रोनीडल सरणी पर लेपित किया जाता है। (सौजन्य: सारा एच पार्क/रटगर्स स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग)

टीकाकरण जैसे चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए बायोमटेरियल और बायोएक्टिव यौगिकों की कोटिंग बनाने के लिए एक नई और अत्यधिक सटीक इलेक्ट्रोस्प्रे तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। यह तकनीक, जिसे अमेरिका में रटगर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया था, मौजूदा तरीकों की तुलना में छिड़काव किए जाने वाले क्षेत्र को लक्षित करने में बेहतर है और जमा किए जा रहे आवेशित कणों के विद्युत निर्वहन पर अधिक नियंत्रण प्रदान करती है। इसका परिणाम यह होता है कि अधिक स्प्रे रुचि के क्षेत्र पर कोटिंग कर देता है।

इलेक्ट्रोस्प्रे जमाव में बहते हुए तरल पदार्थ को आवेशित सतहों वाले महीन कणों की धुंध में बदलने के लिए उच्च वोल्टेज लगाना शामिल है। जैसे ही ये आवेशित कण लक्ष्य क्षेत्र की ओर बढ़ते हैं, वे वाष्पित हो जाते हैं और एक ठोस अवक्षेप जमा कर देते हैं।

हालाँकि यह तकनीक कार बॉडी जैसी बड़ी वस्तुओं पर कोटिंग करने में कुशल है, लेकिन छोटे लक्ष्यों के लिए यह बहुत कम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि लक्ष्य के चारों ओर चार्ज बनता है और इसे स्प्रे के "दृश्य" से प्रभावी ढंग से स्क्रीन करता है। लक्ष्य के बिना, स्प्रे एक बड़े, कम निर्देशित धुंध में अस्थिर हो जाता है, बताते हैं जोनाथन सिंगरतक रटगर्स में सामग्री इंजीनियर और नई तकनीक पर एक अध्ययन के नेता।

बूँदें लक्ष्य को "देखती" हैं

अध्ययन में, जिसका विवरण दिया गया है संचार प्रकृति, सिंगर और सहकर्मियों ने लक्ष्य के नीचे एक बड़ा, ज़मीनी समर्थन रखकर बूंदों को लक्ष्य की ओर निर्देशित रखा, जिसे इन्सुलेटिंग कोटिंग्स द्वारा स्प्रे बूंदों से अलग किया जाता है। सिंगर बताते हैं, "इस समर्थन का उद्देश्य विद्युत क्षेत्र को स्थिर करना और यह सुनिश्चित करना है कि लक्ष्य के पास आने वाली कोई भी बूंदें उसे 'देख' सकें।"

टीम ने इस तकनीक का प्रदर्शन कई सामग्रियों के साथ किया, जिनमें बायोकंपैटिबल पॉलिमर, प्रोटीन और बायोएक्टिव अणु, और फ्लैट और माइक्रोनीडल सरणी लक्ष्य दोनों शामिल हैं, जो जटिल सतह हैं। ये बायोएक्टिव महंगे हो सकते हैं, लेकिन उनकी नैदानिक ​​उपयोगिता का मतलब है कि उन्हें शरीर में प्रत्यारोपित किए जाने वाले स्टेंट, डिफाइब्रिलेटर और पेसमेकर जैसे चिकित्सा उपकरणों को कोट करने के लिए तेजी से नियोजित किया जा रहा है। हाल ही में, वे पैच जैसे उत्पादों में भी दिखाई दिए हैं जो त्वचा के माध्यम से दवाएं और टीके पहुंचाते हैं। किसी भी मामले में, उन्हें अधिक कुशलता से जमा करने में सक्षम होने का मतलब है कि कीमती सामग्री को कम बर्बाद करना।

सिंगर कहते हैं, "मौजूदा तरीके केवल 40% दक्षता हासिल करते हैं, लेकिन जमा होने वाले कणों के 'चार्ज परिदृश्य' में हेरफेर करने के लिए विभिन्न रणनीतियों को शामिल करके, हम कोटिंग्स का उत्पादन कर सकते हैं जिसमें सतह मापने पर लगभग 100% छिड़काव सामग्री होती है 3 मिमी2".

सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च दक्षता

अधिक कुशल होने के साथ-साथ, नई तकनीक मौजूदा तरीकों की तुलना में अधिक लचीली है, जिसमें किसी विशिष्ट फिल्म के लिए सही चिपचिपाहट और सतह तनाव प्राप्त करने के लिए अक्सर सामग्री के निर्माण के बहुत अधिक अनुकूलन की आवश्यकता होती है। सिंगर कहते हैं, "हमने अपने काम में जो चीजें दिखाईं उनमें से एक यह है कि हम छोटे अणु वाली दवाओं, टीकों और पॉलिमर सहित सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला को कोटिंग करने के लिए उच्च दक्षता हासिल कर सकते हैं।" "इसका मतलब यह है कि हम फॉर्मूलेशन की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग कर सकते हैं और उस फॉर्मूलेशन विकास पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जो भी कार्य है।"

उदाहरण के लिए, टीकों के मामले में, इसका मतलब उन फॉर्मूलेशन पर ध्यान केंद्रित करना हो सकता है जो लक्ष्य कोशिकाओं में दवा पहुंचाने में बेहतर हैं, वह बताते हैं भौतिकी की दुनिया.

अब तक, टीम के शोध ने अपने प्रायोजक जीनवन लाइफ साइंस इंक के सहयोग से डीएनए टीकों के साथ सूखी कोटिंग माइक्रोनीडल सरणी पर ध्यान केंद्रित किया है, जो छोटे-अणु दवाओं और टीकों का निर्माण करता है। सिंगर बताते हैं, "माइक्रोनीडल ऐरे को प्रशासित करना आसान है और सामान्य इंजेक्शन की तुलना में कम दर्दनाक है, और सूखी-लेपित दवाएं आम तौर पर अधिक स्थिर होती हैं।" “इसका मतलब है कि उन्हें दूरदराज या कम सेवा वाली आबादी तक पहुंचाया जा सकता है। यह तथ्य कि कोटिंग्स को जटिल सतहों पर जमा किया जा सकता है, अन्य अनुप्रयोगों के लिए भी अनुमति देनी चाहिए, जैसे संवहनी स्टेंट जैसे अधिक स्थायी प्रत्यारोपण जिन्हें थक्के को रोकने के लिए दवाओं के साथ इलाज किया जाता है।

उन्होंने आगे कहा, आगे चलकर, पैटर्न वाले इलेक्ट्रोड सरणियों को लक्षित करने में सक्षम होने से तथाकथित "लैब-ऑन-चिप" डायग्नोस्टिक्स में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोग भी सक्षम हो जाएंगे।

इस तकनीक के अगले चरण पशु प्रयोगों और अंततः मनुष्यों में इसकी प्रभावशीलता प्रदर्शित करना है। सिंगर कहते हैं, ''हम प्रक्रिया को प्रयोगशाला बेंच से अधिक वाणिज्यिक उत्पाद में स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक हार्डवेयर का अनुवाद करने पर भी शोध जारी रख रहे हैं,'' उन्होंने कहा कि विश्वविद्यालय-उद्योग सहयोग नैदानिक ​​​​परीक्षणों में उनके पिछले काम को गति देने के लिए महत्वपूर्ण रहा है।

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