Verbeterde elektrospray-afzettingstechniek zou prikvrije vaccinaties kunnen opleveren – Physics World

Een nieuwe en zeer nauwkeurige elektrospraytechniek zou kunnen worden gebruikt om coatings van biomaterialen en bioactieve verbindingen te maken voor medische toepassingen zoals vaccinaties. De techniek, ontwikkeld door onderzoekers van de Rutgers University in de VS, richt zich beter op het gebied dat wordt besproeid dan bestaande methoden en biedt meer controle over de elektrische ontlading van de geladen deeltjes die worden afgezet. Het resultaat is dat meer van de spray uiteindelijk op het betreffende gebied terechtkomt.

Bij elektrospray-afzetting wordt een hoge spanning op een stromende vloeistof toegepast om deze om te zetten in een mist van fijne deeltjes met geladen oppervlakken. Terwijl deze geladen deeltjes naar het doelgebied reizen, verdampen ze en zetten ze een vast neerslag af.

Hoewel de techniek efficiënt is bij het coaten van massieve objecten zoals autocarrosserieën, is dit veel minder het geval voor kleinere doelen. Dit komt omdat er zich lading opbouwt rond het doel en dit effectief afschermt van het “zicht” van de spray. Zonder doelwit destabiliseert de spray tot een grotere, minder gerichte mist, legt hij uit Jonathan zanger, een materiaalingenieur bij Rutgers en de leider van een onderzoek naar de nieuwe techniek.

Druppeltjes ‘zien’ het doel

In het onderzoek, dat gedetailleerd wordt beschreven in Nature CommunicationsSinger en collega's hielden de druppels op het doel gericht door er een grote, geaarde steun onder te plaatsen die door isolerende coatings van de spuitdruppels werd geïsoleerd. “Het doel van deze ondersteuning is om het elektrische veld te stabiliseren en ervoor te zorgen dat alle druppels die het doel naderen het ‘zien’’, legt Singer uit.

Het team demonstreerde deze techniek met verschillende materialen, waaronder biocompatibele polymeren, eiwitten en bioactieve moleculen, en op zowel platte als micronaald-array-doelen, die complexe oppervlakken zijn. Deze bioactieve stoffen kunnen kostbaar zijn, maar door hun klinische bruikbaarheid worden ze steeds vaker gebruikt om medische apparaten zoals stents, defibrillatoren en pacemakers die in het lichaam worden geïmplanteerd, te bedekken. Meer recentelijk zijn ze ook verschenen in producten zoals pleisters die medicijnen en vaccins via de huid afleveren. In beide gevallen betekent het efficiënter kunnen deponeren ervan minder kostbaar materiaal verspillen.

“De huidige methoden bereiken slechts een efficiëntie van ongeveer 40%,” merkt Singer op, “maar door verschillende strategieën te integreren om het ‘ladingslandschap’ van de deeltjes die worden afgezet te manipuleren, kunnen we coatings produceren die bijna 100% van het gespoten materiaal op een oppervlak bevatten. 3 mm². '

Hoge efficiëntie in een breed scala aan materialen

De nieuwe techniek is niet alleen efficiënter, maar ook flexibeler dan bestaande methoden, die vaak veel optimalisatie van de materiaalformulering vereisen om de juiste viscositeit en oppervlaktespanning voor een specifieke film te verkrijgen. “Een van de dingen die we in ons werk hebben laten zien, is dat we een hoge efficiëntie kunnen bereiken bij het coaten van een breed scala aan materialen, waaronder kleine molecuulmedicijnen, vaccins en polymeren”, zegt Singer. “Dit betekent dat we een breder scala aan formuleringen kunnen gebruiken en de ontwikkeling van de formulering kunnen richten op wat die functie ook is.”

In het geval van vaccins kan dit bijvoorbeeld betekenen dat we ons moeten concentreren op formuleringen die er beter in slagen het medicijn in de doelcellen te krijgen, vertelt hij. Natuurkunde wereld.

Tot nu toe concentreerde het onderzoek van het team zich op het droog coaten van micronaaldarrays met DNA-vaccins, in samenwerking met hun sponsor GeneOne Life Science Inc., die geneesmiddelen en vaccins met kleine moleculen produceert. “Microneedle-arrays zijn gemakkelijker toe te dienen en minder pijnlijk dan typische injecties, en drooggecoate medicijnen zijn over het algemeen stabieler”, legt Singer uit. “Dit betekent dat ze kunnen worden getransporteerd naar afgelegen of achtergestelde bevolkingsgroepen. Het feit dat de coatings op complexe oppervlakken kunnen worden aangebracht, moet ook andere toepassingen mogelijk maken, zoals meer permanente implantaten zoals vasculaire stents die worden behandeld met medicijnen om stolling te voorkomen.”

Microneedle-pleister combineert koud plasma en immunotherapie om melanoom te behandelen

Verderop in de lijn zal de mogelijkheid om elektrode-arrays met patronen te targeten ook toepassingen in de micro-elektronica mogelijk maken in de zogenaamde ‘lab-on-chip’-diagnostiek, voegt hij eraan toe.

De volgende stappen voor deze technologie zijn het aantonen van de effectiviteit ervan in dierproeven en uiteindelijk bij mensen. “We zetten ook het onderzoek voort naar het vertalen van de hardware die we nodig hebben om het proces van het laboratorium naar een meer commercieel product over te brengen”, zegt Singer, eraan toevoegend dat de samenwerking tussen universiteit en industrie cruciaal is geweest om hun eerdere werk te versnellen naar klinische onderzoeken.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/