La gente ha estado combinando materiales para obtener las mejores propiedades de ambos desde que el cobre y el estaño se fusionaron para comenzar la Edad del Bronce. En la última fusión exitosa, investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, la Universidad de Maryland y la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) han desarrollado un método para combinar dos sustancias que individualmente han generado interés por sus posibles aplicaciones biomédicas:una "burbuja" de membrana de fosfolípidos llamada liposoma y partículas de hidrogel, una red llena de agua de cadenas de polímeros. La combinación forma una partícula híbrida a nanoescala (mil millonésima parte de un metro) que algún día puede viajar directamente a células específicas como tumores, pasar fácilmente a través de la membrana celular del objetivo, y luego libera lentamente una carga de droga.

En un artículo reciente en la revista Langmuir , el equipo de investigación revisó cómo los liposomas y las nanopartículas de hidrogel tienen ventajas y desventajas individuales para la administración de fármacos. Si bien los liposomas tienen propiedades superficiales útiles que les permiten apuntar a células específicas y pasar a través de membranas, pueden romperse si cambia el entorno circundante. Las nanopartículas de hidrogel son más estables y poseen capacidades de liberación controlada para ajustar la dosis de un fármaco a lo largo del tiempo. pero son propensos a degradarse y aglutinarse. El objetivo de los investigadores era diseñar nanopartículas que incorporaran ambos componentes para utilizar las fortalezas de cada material y compensar sus debilidades.

Para fabricar sus vesículas híbridas de liposoma-hidrogel, los investigadores adaptaron una técnica NIST-UM conocida como COMMAND para la mezcla controlada de microfluidos y la determinación de nanopartículas que utiliza un dispositivo microscópico fluídico (microfluídico). En el nuevo trabajo Las moléculas de fosfolípidos se disuelven en alcohol isopropílico y se alimentan a través de una pequeña (21 micrómetros de diámetro, o tres veces el tamaño de una celda de levadura) canal de entrada en un canal "mezclador", luego "enfocado" en un chorro de fluido mediante una solución a base de agua añadida a través de dos canales laterales. Las moléculas precursoras de hidrogel se mezclan con el fluido de enfoque.

A medida que los componentes se mezclan en las interfaces de las corrientes de fluido, las moléculas de fosfolípidos se autoensamblan en vesículas a nanoescala de tamaño controlado y atrapan los monómeros en solución en su interior. Las vesículas recién formadas luego se irradian con luz ultravioleta para polimerizar los precursores de hidrogel que transportan en un gel sólido compuesto por cadenas reticuladas. Estas cadenas dan fuerza a las vesículas mientras les permiten retener la forma esférica de la envoltura del liposoma (que, Sucesivamente, facilitaría el paso a través de una membrana celular).

Para convertir las vesículas híbridas de liposoma-hidrogel en vehículos de administración celular, se añadiría una droga u otra carga al fluido de enfoque durante la producción.