Ученые из Университета Рутгерса (штат Нью-Джерси, США) разработали высокоточный метод создания покрытий из биологически активных материалов для различных медицинских изделий, что может проложить путь к новой эре трансдермальных лекарств, включая безпрививочные вакцинации. Об этом сообщает сайт Nanowerk. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Исследователи Университета Рутгерса представили новый подход к электрораспылению, по сути, разработав способ лучше контролировать целевую область в зоне распыления, а также электрические свойства осаждаемых микроскопических частиц. Эффективное управление обоими этими процессами означает, что большая часть распыляемого материала адресно попадет в микроскопическую цель.
При электрораспылении в современных производственных процессах подается высокое напряжение на текущую жидкость, например биофармацевтические препараты, превращая ее в мелкие частицы. Каждая из этих капель испаряется по мере продвижения к целевой области, образуя твердый осадок из исходного раствора.
«Хотя многие считают электрораспыление эффективным методом, его применение обычно не работает для целей, меньших по размеру, чем аэрозольные струи, таких как массивы микроигл в трансдермальных пластырях. Существующие методы достигают только около 40-процентной эффективности. Однако благодаря разработанным нами передовым инженерным технологиям стало возможным достичь эффективности, статистически неотличимой от 100 процентов»», – пояснил ведущий автор исследования Джонатан Сингер, доцент кафедры механики и аэрокосмической техники в Инженерной школе Рутгерса.
Покрытия из биологически активных материалов становятся все более важными для различных медицинских применений. Они используются на имплантируемых в тело медицинских устройствах, таких как стенты, дефибрилляторы и кардиостимуляторы. И они начинают все чаще использоваться в новых продуктах с биодобавками, таких как трансдермальные пластыри.
Однако внедрение передовых биоактивных материалов, таких как лекарства и вакцины, может являться чрезмерно дорогостоящим, особенно если значительная часть материала тратится впустую.
«Мы хотели оценить, можно ли превратить электрораспыление, которое является хорошо зарекомендовавшим себя методом аналитической химии, в эффективный подход к созданию биомедицински активных покрытий», – сказал Сингер.
По словам исследователей, более высокая эффективность может стать ключом к тому, чтобы сделать электрораспыление более привлекательным для производства медицинских устройств с использованием биоактивных материалов.
«Возможность наносить со 100-процентной эффективностью означает, что ни один из материалов не будет потрачен впустую. Мы ожидаем, что дальнейшие исследования расширят диапазон совместимых материалов и скорость доставки материалов для высокоэффективного подхода на основе электрораспыления», – сказала докторант Университета Рутгерса Сара Парк, которая является первым автором новой разработки.
Она также дополнила, что в отличие от других методов нанесения покрытий, используемых в производственной сфере, таких как нанесение покрытия погружением и струйная печать, новый метод нанесения биологически активных материалов электрораспылением не требует высокоточного позиционирования источника распыления. В результате оборудование, необходимое для применения такой технологии, станет более доступным и простым в проектировании.