Усовершенствованная технология электрораспыления может обеспечить вакцинацию без уколов – Мир физики

Новый и высокоточный метод электрораспыления может быть использован для создания покрытий из биоматериалов и биологически активных соединений для медицинских целей, таких как вакцинация. Этот метод, разработанный исследователями из Университета Рутгерса в США, лучше воздействует на распыляемую область, чем существующие методы, и обеспечивает повышенный контроль над электрическим разрядом осаждаемых заряженных частиц. В результате большая часть струи покрывает интересующую область.

Электрораспылительное осаждение включает в себя приложение высокого напряжения к текущей жидкости, чтобы превратить ее в туман из мелких частиц с заряженными поверхностями. По мере того, как эти заряженные частицы приближаются к целевой области, они испаряются и оставляют твердый осадок.

Хотя этот метод эффективен при покрытии массивных объектов, таких как кузова автомобилей, он гораздо менее эффективен для более мелких целей. Это связано с тем, что заряд накапливается вокруг цели и эффективно скрывает ее от «вида» брызг. Без цели струя дестабилизируется и превращается в более крупный и менее направленный туман, объясняет он. Джонатан Сингер, чтобы инженер по материалам в Rutgers и руководитель исследования новой техники.

Капли «видят» цель

В исследовании, которое подробно описано в Природа связиСингер и его коллеги удерживали капли направленными на цель, помещая под нее большую заземленную опору, которая изолирована от капель распыления изолирующими покрытиями. «Цель этой поддержки — стабилизировать электрическое поле и гарантировать, что любые капли, приближающиеся к цели, «видят» ее», — объясняет Сингер.

Команда продемонстрировала эту технику с несколькими материалами, включая биосовместимые полимеры, белки и биоактивные молекулы, а также на плоских мишенях и мишенях с микроиглами, которые представляют собой сложные поверхности. Эти биологически активные вещества могут быть дорогостоящими, но их клиническая полезность означает, что их все чаще используют для покрытия медицинских устройств, таких как стенты, дефибрилляторы и кардиостимуляторы, которые имплантируются в организм. Совсем недавно они также появились в таких продуктах, как пластыри, которые доставляют лекарства и вакцины через кожу. В любом случае, возможность более эффективно хранить их означает тратить меньше драгоценного материала.

«Современные методы достигают эффективности лишь около 40%», — отмечает Сингер, — «но, применяя различные стратегии манипулирования «зарядовым ландшафтом» осаждаемых частиц, мы можем создавать покрытия, которые содержат почти 100% распыляемого материала на поверхности размером 3 мм²".

Высокая эффективность при работе с широким спектром материалов

Помимо того, что новый метод более эффективен, он более гибок, чем существующие методы, которые часто требуют значительной оптимизации рецептуры материала, чтобы получить правильную вязкость и поверхностное натяжение для конкретной пленки. «Одна из вещей, которую мы показали в нашей работе, — это то, что мы можем достичь высокой эффективности при нанесении покрытия на широкий спектр материалов, включая низкомолекулярные лекарства, вакцины и полимеры», — говорит Сингер. «Это означает, что мы можем использовать более широкий спектр составов и сосредоточить разработку рецептур на какой бы то ни было функции».

Например, в случае с вакцинами это может означать сосредоточение внимания на составах, которые лучше доставляют лекарство в клетки-мишени, говорит он. Мир физики.

До сих пор исследования группы были сосредоточены на сухом покрытии массивов микроигл ДНК-вакцинами в сотрудничестве со спонсором GeneOne Life Science Inc., которая производит низкомолекулярные лекарства и вакцины. «Микроиглы легче вводить и они менее болезненны, чем обычные инъекции, а препараты с сухим покрытием, как правило, более стабильны», — объясняет Сингер. «Это означает, что их можно транспортировать в отдаленные или недостаточно обслуживаемые группы населения. Тот факт, что покрытия можно наносить на сложные поверхности, должен также позволить использовать их в других целях, например, в создании более постоянных имплантатов, таких как сосудистые стенты, которые обрабатываются лекарствами для предотвращения свертывания крови».

Пластырь с микроиглами сочетает в себе холодную плазму и иммунотерапию для лечения меланомы.

В дальнейшем возможность нацеливания на электродные матрицы с рисунком также позволит использовать их в микроэлектронике для так называемой диагностики «лаборатория на кристалле», добавляет он.

Следующие шаги этой технологии — продемонстрировать ее эффективность в экспериментах на животных и, в конечном итоге, на людях. «Мы также продолжаем исследования по переводу аппаратного обеспечения, которое нам нужно для перевода процесса с лабораторного стола на более коммерческий продукт», — говорит Сингер, добавляя, что сотрудничество университета и промышленности имело решающее значение для ускорения их прошлой работы до клинических испытаний.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/