Holograma binario biocompatible con capacidades de elución de fármacos

Holograma binario biocompatible con capacidades de elución de fármacos


20 de mayo de 2022

(Noticias de Nanowerk) Los dispositivos holográficos se utilizan para mejorar la seguridad, el entretenimiento, las tecnologías de visualización en 3D y la realidad aumentada, pero no se limitan a estos. Los hologramas están encontrando nuevas aplicaciones en varios campos de la ciencia y la vida debido a su alta capacidad de información, la capacidad de seguir procesos externos en curso mediante la evaluación de cambios en el patrón de difracción, así como métodos probados y sencillos para su fabricación a partir de diversos materiales.

En un nuevo artículo publicado en Ciencia de la luz y aplicación («Holograma binario integrado para controlar la liberación de carga de una película liberadora de fármacos»), un equipo de científicos ha desarrollado una nueva rutina de fabricación y aplicación de hologramas binarios de solo amplitud. La técnica de impresión directa de fármacos (DDP) propuesta funciona con sustancias solubles en agua, pero puede adaptarse a otros tipos de fármacos si es necesario. Los principios fundamentales del holograma binario con capacidades de elución de fármacos a, Representación gráfica de cómo funciona un holograma binario como indicador de liberación de fármacos. A medida que avanza la elución del fármaco, los patrones de difracción de campo lejano se distorsionan un poco, lo que podría usarse para rastrear cualitativamente la cantidad de carga eluida. b, cuantificar los principales pasos en la fabricación de tales hologramas a escala de laboratorio. Los pasos críticos en el proceso de fabricación son la eliminación del exceso de polvo y la congelación. La congelación permite que se forme condensación en la superficie del molde PDMS. Este condensado disuelve la pequeña cantidad de exceso de polvo que queda después del proceso de vertido inicial. Esta fina capa de solución de agua podría eliminarse fácilmente. El resultado es que casi no queda polvo extraño entre los fragmentos de carga que podría corromper el patrón de difracción de campo lejano. Las dimensiones físicas de la cavidad en el molde y las propiedades físicas y químicas del polvo cargado determinan el tamaño de un artículo de carga. Varias sustancias bioactivas solubles en agua tales como antibióticos, colorantes, etc. podrían usarse en este método para satisfacer las necesidades deseadas. (© Ciencia de la luz y aplicación)

Numérica y experimentalmente, demostraron la capacidad del patrón de difracción para reflejar la cantidad de carga que queda en el holograma después de un cierto período de tiempo. Esta característica única de los sistemas de empaque holográfico se puede usar potencialmente en una variedad de tareas que requieren el monitoreo de la cantidad de sustancias emitidas.

Los autores resumen su investigación de la siguiente manera:

“Presentamos un enfoque aditivo para fabricar DOE biocompatibles mediante la impresión directa de fármacos (DDP). Las sustancias bioactivas se imprimen en caliente sobre la superficie de la película plana de polímero como fragmentos de carga. La distribución espacial de los bits de carga forma el DOE precalculado. En nuestro enfoque, la sustancia bioactiva no interactúa con los disolventes orgánicos y se aplica ‘tal cual’ al biopolímero inerte, lo que garantiza que el efecto farmacológico del fármaco no cambie», predicen los científicos.

“La película resultante funciona como un holograma transmisivo de solo amplitud. Este sistema de embalaje de carga, que produce un claro patrón de difracción de campo lejano cuando es iluminado por una fuente de luz coherente, puede encontrar su lugar en varios problemas biomédicos. Una aplicación directa de los hologramas de carga útil es rastrear la vida útil de los contenidos incoloros y medir el tiempo de liberación característico de las drogas en diferentes condiciones ambientales. La aplicación más probable de nuestra tecnología es complementar el procedimiento estándar de prueba de antibióticos. Agregar un canal visual para rastrear la liberación del fármaco, que solo requiere la presencia de una fuente de luz coherente, mejorará en gran medida la evaluación del efecto del antibiótico y permitirá monitorear visualmente el tiempo de liberación y la cantidad de carga eluida», agregaron.



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