Holograma binario biocompatible con capacidades de elución de fármacos

a) representación gráfica del funcionamiento de un holograma binario como indicador de liberación de fármaco. A medida que avanza la elución del fármaco, los patrones de difracción de campo lejano se corrompen de cierta manera que podrían usarse para rastrear cualitativamente la cantidad de carga eluida. b) las principales etapas de fabricación de dichos hologramas en cantidades 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 la formación de condensación sobre la superficie del molde PDMS. Este condensado disuelve la pequeña cantidad de exceso de polvo que queda después del proceso de escurrimiento inicial. Esta fina capa de solución de agua podría eliminarse fácilmente. El resultado es que casi no queda polvo redundante entre los bits de carga que podrían corromper el patrón de difracción de campo lejano. Las dimensiones físicas del pozo en el molde y las propiedades físicas y químicas del polvo cargado gobiernan el tamaño de una barrena de carga. En este proceso se podrían utilizar diferentes sustancias bioactivas solubles en agua, como antibióticos, colorantes, etc., para satisfacer las necesidades deseadas. Crédito:Arkady S. Abdurashitov, Pavel I. Proshin, Valery V. Tuchinl Gleb Sukhorukov

Los dispositivos holográficos se utilizan para mejorar la seguridad, el entretenimiento, las tecnologías de visualización en 3D y la realidad aumentada y más. Debido a su alta capacidad de información, la capacidad de rastrear procesos externos en curso mediante la evaluación de cambios en el patrón de difracción, así como métodos simples y bien establecidos para su producción a partir de diversos materiales, los hologramas están encontrando nuevas aplicaciones en varios campos.

En un nuevo artículo publicado en Light:Advanced Manufacturing , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Gleb Sukhorukov del Laboratorio de Biomateriales Controlados a Distancia, Centro V. Zelman de Neurobiología y Rehabilitación Cerebral, Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología, Moscú y colaboradores han desarrollado una nueva rutina de fabricación para una aplicación de hologramas binarios de amplitud solamente. 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. Numérica y experimentalmente, han demostrado 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 amplia gama de tareas que requieren el monitoreo de la cantidad de sustancia emitida.

"Presentamos un enfoque aditivo para producir DOE biocompatibles mediante la impresión directa de fármacos (DDP). Las sustancias bioactivas se imprimen en caliente en la superficie de la película plana de polímero como bits de carga. La distribución espacial de los bits de carga forma el DOE precalculado. En nuestro enfoque, la sustancia bioactiva no interactúa con ningún disolvente orgánico y se coloca 'tal cual' en el biopolímero inerte, lo que garantiza que no haya cambios en el efecto farmacológico del fármaco", escriben los científicos.

"La película resultante actúa como un holograma transmisivo de amplitud solamente. Este sistema de embalaje de carga, que crea 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 el seguimiento de la vida útil del contenido incoloro y la medición del tiempo de liberación característico de las sustancias activas en diversas 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 requiere solo la presencia de una fuente de luz coherente mejorará significativamente la evaluación del efecto del antibiótico y permitirá controlar visualmente el tiempo de liberación y la cantidad de carga eluida". + Explora más