Покращена техніка осадження електророзпиленням може принести щеплення без уколів – Physics World

Нова та високоточна техніка електророзпилення може бути використана для створення покриттів з біоматеріалів і біоактивних сполук для медичних застосувань, таких як вакцинація. Техніка, розроблена дослідниками з Університету Рутгерса в США, краще впливає на зону розпилення, ніж існуючі методи, і забезпечує посилений контроль над електричним розрядом заряджених частинок, що осідають. Результатом є те, що більша кількість спрею покриває цікаву область.

Осадження електророзпиленням передбачає застосування високої напруги до рідини, що тече, щоб перетворити її на туман дрібних частинок із зарядженими поверхнями. По мірі того, як ці заряджені частинки рухаються до цільової області, вони випаровуються та відкладають твердий осад.

Хоча цей метод ефективний для покриття масивних об’єктів, таких як кузови автомобілів, він набагато менш ефективний для менших цілей. Це пояснюється тим, що заряд накопичується навколо цілі та ефективно закриває її від «погляду» спрею. Без цілі спрей дестабілізується в більший, менш спрямований туман, пояснює Джонатан Сінгер, то інженер з матеріалів у Rutgers і керівник дослідження нової методики.

Краплі «бачать» ціль

У дослідженні, яке детально в Природа зв'язкуСінгер і його колеги тримали краплі спрямованими на ціль, розмістивши під нею велику заземлену опору, ізольовану від крапель бризок ізоляційним покриттям. «Мета цієї опори — стабілізувати електричне поле та переконатися, що будь-які краплі, які наближаються до цілі, «побачать» її», — пояснює Сінгер.

Команда продемонструвала цю техніку на кількох матеріалах, включаючи біосумісні полімери, білки та біоактивні молекули, а також на плоских і мікроголкових мішенях, які є складними поверхнями. Ці біологічно активні речовини можуть бути дорогими, але їх клінічна корисність означає, що вони все частіше використовуються для покриття медичних пристроїв, таких як стенти, дефібрилятори та кардіостимулятори, які імплантуються в організм. Зовсім недавно вони також з’явилися в таких продуктах, як пластирі, які доставляють ліки та вакцини через шкіру. У будь-якому випадку можливість більш ефективного їх депонування означає витрачати менше дорогоцінного матеріалу.

«Поточні методи досягають лише приблизно 40% ефективності, – зазначає Сінгер, – але, використовуючи різні стратегії для маніпулювання «ландшафтом заряду» частинок, що осідають, ми можемо створювати покриття, які містять майже 100% розпиленого матеріалу на поверхні вимірювання. 3 мм²».

Висока ефективність у широкому діапазоні матеріалів

Нова техніка є більш ефективною, але й більш гнучкою, ніж існуючі методи, які часто вимагають значної оптимізації складу матеріалу, щоб отримати потрібну в’язкість і поверхневий натяг для конкретної плівки. «Одна з речей, яку ми продемонстрували в нашій роботі, полягає в тому, що ми можемо досягти високої ефективності для покриття широкого спектру матеріалів, включаючи ліки з низькою молекулою, вакцини та полімери», — говорить Сінгер. «Це означає, що ми можемо використовувати ширший спектр рецептур і зосередити розробку рецептур на будь-якій функції».

У випадку з вакцинами, наприклад, це може означати зосередження на складах, які краще потрапляють у клітини-мішені, каже він Світ фізики.

До цього часу дослідження групи були зосереджені на сухому покритті масивів мікроголок ДНК-вакцинами у співпраці з їхнім спонсором GeneOne Life Science Inc., який виробляє маломолекулярні препарати та вакцини. «Матриці мікроголок легше вводити та менш болючі, ніж звичайні ін’єкції, а препарати з сухим покриттям, як правило, більш стабільні», — пояснює Сінгер. «Це означає, що їх можна транспортувати до віддалених або недостатньо обслуговуваних груп населення. Той факт, що покриття можна наносити на складні поверхні, також повинен дозволити використовувати інші застосування, такі як більш постійні імплантати, такі як судинні стенти, які обробляються препаратами для запобігання згортанню».

Пластир з мікроголками поєднує холодну плазму та імунотерапію для лікування меланоми

Крім того, можливість націлювання на електродні масиви з візерунками також дозволить використовувати в мікроелектроніці так звану діагностику «lab-on-chip», додає він.

Наступними кроками для цієї технології є демонстрація її ефективності в експериментах на тваринах і, зрештою, на людях. «Ми також продовжуємо дослідження щодо перекладу апаратного забезпечення, необхідного для переведення процесу з лабораторного столу на більш комерційний продукт», — говорить Сінгер, додаючи, що співпраця між університетами та промисловістю була вирішальною для прискорення їх минулої роботи до клінічних випробувань.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/improved-electrospray-deposition-technique-could-bring-jab-free-vaccinations/