Imagínese si todas las vacunas infantiles pudieran administrarse con un inhalador en lugar de inyecciones; o limpiar las bacterias de la tuberculosis en los pulmones de un paciente con un inhalador; o desinfectar una habitación de hospital a fondo con un difusor.

Estos son los objetivos de un equipo de investigación dirigido por el profesor James Friend en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de California en San Diego. Sus esfuerzos se vieron impulsados ​​recientemente cuando Friend recibió un prestigioso premio de $ 900, 000 beca de investigación de la Fundación Keck, cuya misión es apoyar los descubrimientos pioneros de la ciencia, ingeniería e investigación médica.

"Nuestro objetivo es hacer que los tratamientos inyectables sean inhalables, "Dijo Friend." Esto desbloquearía toda una clase de nuevos tratamientos ".

Por ejemplo, en un entorno clínico, Se podrían administrar poderosos desinfectantes a través de difusores en las habitaciones de los hospitales para eliminar las bacterias dañinas. Se podría administrar a los pacientes una clase completamente nueva de medicamentos a través de inhaladores. Finalmente, Se podría utilizar una amplia gama de nuevos materiales para la impresión 3D.

En la actualidad, los líquidos se pueden nebulizar de muchas formas diferentes, por ejemplo, por medios mecánicos como en los pulverizadores de perfume y colonia, o mediante el uso de ultrasonido. Pero todos estos métodos no funcionan bien con fluidos muy viscosos como el aceite o la miel, o requieren demasiada potencia, o descomponer algunos de los ingredientes activos de los líquidos. También requieren equipos costosos.

El método desarrollado por Friend y sus colegas utiliza dispositivos que se encuentran en los teléfonos inteligentes que producen ondas acústicas. En los teléfonos Estos dispositivos se utilizan principalmente para filtrar la señal celular inalámbrica e identificar y filtrar información de voz y datos.

En el laboratorio, Friend y su equipo utilizaron los dispositivos para generar ondas sonoras a frecuencias extremadamente altas, que van desde 100 millones a 10 mil millones de Hertz, con el fin de crear ondas capilares fluidas. que a su vez emiten gotitas, generando niebla. Este proceso se llama atomización. Los avances de los investigadores se basan en la capacidad de atomizar líquidos que antes se habían considerado demasiado viscosos para el proceso.

El nuevo método promete reducir drásticamente los costos de desarrollo de medicamentos inhalados mediante el uso de componentes de teléfonos inteligentes que son económicos. En la actualidad, el costo de desarrollar medicamentos inhalados es de $ 300 millones durante un período de tres años.

Los investigadores probaron con éxito el método de atomización en un poderoso desinfectante, Trietilenglicol o TEG, que nunca antes se había atomizado por sí solo (generalmente se disuelve en agua).

Nadie antes había observado cómo se comportaban los fluidos cuando se sometían a frecuencias de sonido tan altas. Los científicos dirigidos por Friend descubrieron que las ecuaciones utilizadas para predecir la generación de ondas en los fluidos no funcionaron para sus experimentos; de hecho, están desviados en varios órdenes de magnitud. Algunas de esas matemáticas se remontan a más de 150 años, a los experimentos del físico y químico británico Michael Faraday.

La subvención Keck permitirá a los investigadores adquirir las tecnologías de vanguardia, así como la fuerza laboral que necesitan para descubrir las matemáticas correctas para describir y predecir la atomización a frecuencias tan altas. Esto, a su vez, permitirá a los investigadores aplicar su nuevo método a una gama más amplia de materiales, Desbloqueo de nuevas aplicaciones.