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Os cientistas da Rutgers desenvolveram um método altamente preciso para criar revestimentos de materiais biologicamente ativos para uma variedade de produtos médicos. Essa técnica pode abrir caminho para uma nova era de medicamentos transdérmicos, incluindo vacinas sem vacinas, disseram os pesquisadores.
Escrevendo em Natureza Comunicações, os pesquisadores descreveram uma nova abordagem para a deposição por eletrospray, um processo industrial de revestimento por spray. Essencialmente, os cientistas da Rutgers desenvolveram uma maneira de controlar melhor a região alvo dentro de uma zona de pulverização, bem como as propriedades elétricas das partículas microscópicas que estão sendo depositadas. O maior comando dessas duas propriedades significa que mais spray provavelmente atingirá seu alvo microscópico.
Na deposição por eletrospray, os fabricantes aplicam uma alta voltagem a um líquido que flui, como um biofármaco, convertendo-o em partículas finas. Cada uma dessas gotículas evapora enquanto viaja para uma área alvo, depositando um precipitado sólido da solução original.
“Embora muitas pessoas pensem na deposição de eletrospray como um método eficiente, aplicá-lo normalmente não funciona para alvos menores que o spray, como as matrizes de microagulhas em adesivos transdérmicos”, disse Jonathan Singer, professor associado do Departamento de Mecânica e Engenharia Aeroespacial na Rutgers School of Engineering e autor do estudo. “Os métodos atuais atingem apenas cerca de 40 por cento de eficiência. No entanto, por meio de técnicas avançadas de engenharia que desenvolvemos, podemos atingir eficiências estatisticamente indistinguíveis de 100 por cento.”
Os revestimentos são cada vez mais críticos para uma variedade de aplicações médicas. Eles são usados em dispositivos médicos implantados no corpo, como stents, desfibriladores e marcapassos. E começam a ser usados com mais frequência em novos produtos que utilizam biológicos, como os adesivos transdérmicos.
Materiais biológicos ou “bioativos” avançados – como medicamentos e vacinas – podem ser caros de produzir, especialmente se algum material for desperdiçado, o que pode limitar muito se um paciente pode receber um determinado tratamento.
“Estávamos procurando avaliar se a deposição por eletrospray, que é um método bem estabelecido para química analítica, poderia ser transformada em uma abordagem eficiente para criar revestimentos biomedicicamente ativos”, disse Singer.
Eficiências mais altas podem ser a chave para tornar a deposição de eletrospray mais atraente para a fabricação de dispositivos médicos usando materiais bioativos, disseram os pesquisadores.
“Ser capaz de depositar com 100 por cento de eficiência significa que nenhum material seria desperdiçado, permitindo que dispositivos ou vacinas sejam revestidos dessa maneira”, disse Sarah Park, estudante de doutorado no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e primeira autora do estudo. o papel. “Prevemos que o trabalho futuro irá expandir a gama de materiais compatíveis e a taxa de entrega de material desta abordagem de alta eficiência.”
Além disso, ao contrário de outras técnicas de revestimento usadas na fabricação, como revestimento por imersão e impressão a jato de tinta, a nova técnica de deposição por eletrospray é caracterizada como “campo distante”, o que significa que não precisa de um posicionamento altamente preciso da fonte de pulverização, disseram os pesquisadores . Como resultado, o equipamento necessário para empregar a técnica de fabricação em massa seria mais acessível e mais fácil de projetar.
Outros cientistas da Rutgers no estudo incluíram os professores Jerry Shan e Hao Lin, os ex-alunos de doutorado Lin Lei (agora na Chongqing Jiaotong University) e Emran Lallow (agora na GeneOne Life Science, Inc.), e o ex-aluno de graduação Darrel D’Souza, todos do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial; e os professores David Shreiber e Jeffrey Zahn, a aluna de doutorado Maria Atzampou e a ex-aluna de doutorado Emily DiMartini, todos do Departamento de Engenharia Biomédica. Este trabalho foi financiado pela GeneOne Life Science, Inc.
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