エレクトロスプレー蒸着技術の改良により、ジャブのないワクチン接種が可能になる可能性 – Physics World

新しい高精度エレクトロスプレー技術を使用して、ワクチン接種などの医療用途向けの生体材料や生物活性化合物のコーティングを作成できる可能性があります。 米国のラトガース大学の研究者によって開発されたこの技術は、既存の方法よりもスプレーされる領域をターゲットにするのに優れており、堆積される荷電粒子の放電の制御を強化します。 その結果、より多くのスプレーが対象領域をコーティングすることになります。

エレクトロスプレー蒸着では、流れる液体に高電圧を印加して、表面が帯電した微粒子のミストに液体を変換します。 これらの荷電粒子がターゲット領域に向かって移動すると、蒸発して固体の沈殿物が堆積します。

この技術は、自動車のボディなどの巨大な物体をコーティングする場合には効率的ですが、小さな対象物についてはそれほど効率的ではありません。 これは、ターゲットの周囲に電荷が蓄積し、スプレーの「視界」からターゲットを効果的に遮蔽するためです。 ターゲットがないと、スプレーは不安定になり、より大きく、方向性の低い霧になると説明されています。 ジョナサン・シンガー ラトガースの材料エンジニア そして新しい技術に関する研究のリーダーでもあります。

液滴がターゲットを「見る」

研究では、以下に詳しく説明されています。 ネイチャー·コミュニケーションズ, シンガーらは、絶縁コーティングによってスプレー液滴から隔離された大きな接地支持体をその下に配置することで、液滴をターゲットに向け続けた。 「このサポートの目的は、電場を安定させ、ターゲットに近づく液滴がそれを確実に『認識』できるようにすることです」とシンガー氏は説明します。

研究チームは、生体適合性ポリマー、タンパク質、生理活性分子などのいくつかの材料を使用し、複雑な表面である平面ターゲットとマイクロニードルアレイターゲットの両方でこの技術を実証しました。 これらの生理活性物質は高価である可能性がありますが、その臨床的有用性により、体内に埋め込まれたステント、除細動器、ペースメーカーなどの医療機器のコーティングに使用されることが増えています。 最近では、皮膚を介して薬剤やワクチンを投与するパッチなどの製品にも使用されています。 いずれの場合でも、より効率的に堆積できるということは、貴重な材料の無駄が少なくなることを意味します。

「現在の方法では、効率は約 40% しか達成できません」とシンガー氏は述べています。「しかし、堆積される粒子の『電荷ランドスケープ』を操作するさまざまな戦略を組み込むことで、測定した表面にスプレーされた材料をほぼ 100% 含むコーティングを生成できます。 3mm²に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」

幅広い材料で高い効率を実現

新しい技術は効率が高いだけでなく、特定のフィルムに適切な粘度や表面張力を得るために材料配合の多大な最適化が必要になることが多い既存の方法よりも柔軟性があります。 「私たちが研究で示したことの XNUMX つは、小分子薬、ワクチン、ポリマーなどの幅広い材料のコーティングで高い効率を達成できるということです」とシンガー氏は言います。 「これは、より広範囲の製剤を使用し、その機能が何であれ、その製剤開発に焦点を当てることができることを意味します。」

たとえばワクチンの場合、これは薬物を標的細胞にうまく届ける製剤に焦点を当てることを意味するかもしれない、と彼は言う。 物理学の世界.

これまで同チームの研究は、小分子薬やワクチンを製造するスポンサーのGeneOne Life Science Inc.と協力して、マイクロニードルアレイをDNAワクチンでドライコーティングすることに焦点を当ててきた。 「マイクロニードルアレイは一般的な注射よりも投与が簡単で痛みも少なく、ドライコーティングされた薬剤は一般的により安定しています」とシンガー氏は説明する。 「これは、彼らが遠隔地や十分なサービスを受けられていない人々に輸送される可能性があることを意味します。 複雑な表面にコーティングを堆積できるという事実は、凝固を防ぐために薬剤で処理される血管ステントのような、より永久的なインプラントなどの他の用途も可能にするはずです。」

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さらに将来的には、パターン化された電極アレイをターゲットにできるようになれば、いわゆる「ラボオンチップ」診断におけるマイクロエレクトロニクスへの応用も可能になるだろうと彼は付け加えた。

この技術の次のステップは、動物実験、そして最終的には人体実験でその有効性を実証することです。 「私たちは、プロセスを実験台からより商業的な製品に移行するために必要なハードウェアを変換する研究も続けています」とシンガー氏は述べ、過去の研究を迅速に臨床試験に移行するには大学と産業界の協力が不可欠であると付け加えた。

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