טכניקת שקיעת אלקטרוספריי משופרת יכולה להביא חיסונים ללא דקירה - עולם הפיזיקה

ניתן להשתמש בטכניקת ספריי אלקטרו חדשה ומדויקת ביותר ליצירת ציפויים של חומרים ביולוגיים ותרכובות ביו-אקטיביות ליישומים רפואיים כגון חיסונים. הטכניקה, שפותחה על ידי חוקרים מאוניברסיטת רוטגרס בארה"ב, טובה יותר במיקוד לאזור המרוסס מאשר שיטות קיימות ומספקת שליטה מוגברת על הפריקה החשמלית של החלקיקים הטעונים המופקדים. התוצאה היא שיותר מהתרסיס בסופו של דבר מצפים את אזור העניין.

שקיעת אלקטרוספריי כוללת הפעלת מתח גבוה על נוזל זורם כדי להמיר אותו לערפל של חלקיקים עדינים עם משטחים טעונים. כאשר חלקיקים טעונים אלה נעים לעבר אזור המטרה, הם מתאדים ומפקידים משקעים מוצקים.

בעוד שהטכניקה יעילה בציפוי עצמים מסיביים כמו מרכבי מכוניות, היא הרבה פחות יעילה עבור מטרות קטנות יותר. הסיבה לכך היא שמטען מצטבר סביב המטרה ומסנן אותה ביעילות מ"הנוף" של הריסוס. ללא מטרה, התרסיס מתערער לערפל גדול יותר, פחות מכוון, מסביר יונתן זינגר, מהנדס חומרים בראטגרס ומוביל מחקר על הטכניקה החדשה.

טיפות "רואות" את המטרה

במחקר, המפורט ב תקשורת טבע, זינגר ועמיתיו שמרו על הטיפות מכוונות למטרה על ידי הנחת תמיכה גדולה ומוארקת מתחתיה המבודדת מטיפות הריסוס על ידי ציפויים מבודדים. "מטרת התמיכה הזו היא לייצב את השדה החשמלי ולוודא שכל טיפות שמתקרבות למטרה 'רואות' אותה", מסביר זינגר.

הצוות הדגים את הטכניקה הזו עם מספר חומרים, כולל פולימרים ביו-תואמים, חלבונים ומולקולות ביו-אקטיביות, וגם על מטרות של מערך שטוח ומיקרו-מחטים, שהם משטחים מורכבים. חומרים ביו-אקטיביים אלה עשויים להיות יקרים, אך השימושיות הקלינית שלהם פירושה שהם משמשים יותר ויותר לציפוי מכשירים רפואיים כגון סטנטים, דפיברילטורים וקוצבי לב המושתלים בגוף. לאחרונה, הם הופיעו גם במוצרים כגון מדבקות המספקות תרופות וחיסונים דרך העור. בכל מקרה, היכולת להפקיד אותם בצורה יעילה יותר פירושה בזבוז פחות מהחומר היקר.

"השיטות הנוכחיות משיגות רק כ-40% יעילות", מציין זינגר, "אך על ידי שילוב של אסטרטגיות שונות כדי לתמרן את 'נוף המטען' של החלקיקים המושקעים, נוכל לייצר ציפויים המכילים כמעט 100% מהחומר המרוסס על משטח מדידה. 3 מ"מ²".

יעילות גבוהה במגוון רחב של חומרים

בנוסף להיותה יעילה יותר, הטכניקה החדשה גמישה יותר מהשיטות הקיימות, שלעתים קרובות דורשות אופטימיזציה רבה של הניסוח של החומר כדי לקבל את הצמיגות ומתח הפנים הנכונים עבור סרט ספציפי. "אחד הדברים שהראינו בעבודה שלנו הוא שאנחנו יכולים להשיג יעילות גבוהה לציפוי מגוון רחב של חומרים, כולל תרופות מולקולות קטנות, חיסונים ופולימרים", אומר זינגר. "משמעות הדבר היא שאנו יכולים להשתמש במגוון רחב יותר של ניסוחים ולהתמקד בפיתוח הניסוח הזה בכל פונקציה זו".

במקרה של חיסונים, למשל, המשמעות עשויה להיות התמקדות בתכשירים הטובים יותר בהכנסת התרופה לתאי המטרה, הוא אומר. עולם הפיזיקה.

עד כה, המחקר של הצוות התמקד במערכי מיקרו-מחטים בציפוי יבש עם חיסוני DNA, בשיתוף נותנת החסות שלהם GeneOne Life Science Inc., המייצרת תרופות וחיסונים בעלי מולקולות קטנות. "מערכי Microneedle קלים יותר לניהול ופחות כואבים מהזרקות טיפוסיות, ותרופות בציפוי יבש הן בדרך כלל יציבות יותר", מסביר סינגר. "זה אומר שהם יכולים להיות מועברים לאוכלוסיות מרוחקות או מוחלשות. העובדה שניתן להפקיד את הציפויים על משטחים מורכבים אמורה לאפשר גם יישומים אחרים, כמו שתלים קבועים יותר כמו סטנטים של כלי דם המטופלים בתרופות למניעת קרישה".

תיקון Microneedle משלב פלזמה קרה ואימונותרפיה לטיפול במלנומה

בהמשך הקו, היכולת למקד מערכי אלקטרודות מעוצבים תאפשר גם יישומים במיקרו-אלקטרוניקה במה שנקרא "מעבדה-על-שבב", הוא מוסיף.

הצעדים הבאים של טכנולוגיה זו הם הדגמת יעילותה בניסויים בבעלי חיים ובסופו של דבר בבני אדם. "אנחנו גם ממשיכים במחקר על תרגום החומרה הדרושה לנו כדי להעביר את התהליך מספסל המעבדה למוצר מסחרי יותר", אומר זינגר, ומוסיף כי שיתוף הפעולה בין האוניברסיטה לתעשייה היה חיוני להאצת עבודתם בעבר לניסויים קליניים.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/