Ulepszona technika osadzania przez elektrorozpylanie może zapewnić szczepienia bez szczepień – Świat Fizyki

Nową i bardzo precyzyjną technikę elektrorozpylania można zastosować do tworzenia powłok z biomateriałów i związków bioaktywnych do zastosowań medycznych, takich jak szczepienia. Technika ta, opracowana przez naukowców z Uniwersytetu Rutgers w USA, lepiej pozwala na natryskiwanie obszaru natryskiwania niż istniejące metody i zapewnia większą kontrolę nad wyładowaniem elektrycznym osadzanych naładowanych cząstek. W rezultacie większa część sprayu pokrywa obszar zainteresowania.

Osadzanie elektrorozpyłowe polega na przyłożeniu wysokiego napięcia do przepływającej cieczy w celu przekształcenia jej w mgłę drobnych cząstek o naładowanych powierzchniach. Gdy te naładowane cząstki przemieszczają się w kierunku obszaru docelowego, odparowują i osadzają stały osad.

Chociaż technika ta jest skuteczna w powlekaniu masywnych obiektów, takich jak karoserie samochodów, jest znacznie mniej skuteczna w przypadku mniejszych celów. Dzieje się tak, ponieważ ładunek gromadzi się wokół celu i skutecznie zasłania go przed „widokiem” strumienia. Bez celu strumień destabilizuje się, tworząc większą, mniej ukierunkowaną mgiełkę – wyjaśnia Jonathana Singera, A inżynier materiałowy w Rutgers i kierownik badań nad nową techniką.

Kropelki „widzą” cel

W opracowaniu, które szczegółowo opisano w Nature CommunicationsSinger i współpracownicy utrzymywali krople skierowane na cel, umieszczając pod nim duży, uziemiony wspornik, który jest odizolowany od kropelek aerozolu za pomocą powłok izolacyjnych. „Celem tego wsparcia jest stabilizacja pola elektrycznego i zapewnienie, że krople zbliżające się do celu go „zobaczą”” – wyjaśnia Singer.

Zespół zademonstrował tę technikę na kilku materiałach, w tym biokompatybilnych polimerach, białkach i cząsteczkach bioaktywnych, a także na tarczach płaskich i mikroigłowych, które są złożonymi powierzchniami. Te substancje bioaktywne mogą być kosztowne, ale ich użyteczność kliniczna oznacza, że ​​coraz częściej stosuje się je do powlekania wyrobów medycznych, takich jak stenty, defibrylatory i rozruszniki serca wszczepiane w ciało. Niedawno pojawiły się także w produktach takich jak plastry dostarczające leki i szczepionki przez skórę. W obu przypadkach możliwość ich wydajniejszego osadzania oznacza marnowanie mniejszej ilości cennego materiału.

„Obecne metody osiągają jedynie około 40% wydajności” – zauważa Singer – „ale włączając różne strategie manipulacji „krajem ładunków” osadzanych cząstek, możemy wytworzyć powłoki zawierające prawie 100% natryskiwanego materiału na powierzchni o wymiarach 3 mm²".

Wysoka wydajność w szerokiej gamie materiałów

Nowa technika jest nie tylko bardziej wydajna, ale także bardziej elastyczna niż istniejące metody, które często wymagają znacznej optymalizacji składu materiału, aby uzyskać odpowiednią lepkość i napięcie powierzchniowe dla określonej folii. „Jedną z rzeczy, które wykazaliśmy w naszej pracy, jest to, że możemy osiągnąć wysoką wydajność powlekania szerokiej gamy materiałów, w tym leków małocząsteczkowych, szczepionek i polimerów” – mówi Singer. „Oznacza to, że możemy stosować szerszą gamę receptur i skupiać się na ich rozwoju, niezależnie od ich funkcji”.

Na przykład w przypadku szczepionek może to oznaczać skupienie się na preparatach, które lepiej wprowadzają lek do komórek docelowych, mówi. Świat Fizyki.

Do tej pory badania zespołu skupiały się na powlekaniu na sucho zestawów mikroigieł ze szczepionkami DNA, we współpracy ze sponsorem GeneOne Life Science Inc., producentem małocząsteczkowych leków i szczepionek. „Macierze mikroigieł są łatwiejsze do podawania i mniej bolesne niż typowe zastrzyki, a leki powlekane na sucho są na ogół bardziej stabilne” – wyjaśnia Singer. „Oznacza to, że można je transportować do odległych lub niedostatecznie zaopatrzonych populacji. Fakt, że powłoki można nakładać na złożone powierzchnie, powinien umożliwić także inne zastosowania, takie jak bardziej trwałe implanty, takie jak stenty naczyniowe, które są leczone lekami zapobiegającymi krzepnięciu”.

Plaster mikroigłowy łączy w sobie zimną plazmę i immunoterapię w leczeniu czerniaka

W przyszłości możliwość namierzania wzorzystych układów elektrod umożliwi także zastosowania w mikroelektronice w tak zwanej diagnostyce „laboratorium na chipie” – dodaje.

Kolejnymi etapami tej technologii będzie wykazanie jej skuteczności w doświadczeniach na zwierzętach, a ostatecznie na ludziach. „Kontynuujemy również badania nad przełożeniem sprzętu potrzebnego do przeniesienia procesu ze stołu laboratoryjnego na produkt bardziej komercyjny” – mówi Singer, dodając, że współpraca między uniwersytetami a przemysłem miała kluczowe znaczenie dla przyspieszenia ich wcześniejszych prac w zakresie badań klinicznych.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/