Los investigadores de UCLA han desarrollado un método rentable para monitorear rápidamente la degradación de las nanopartículas que transportan fármacos utilizando un microscopio a escala de chip. Esta plataforma de caracterización de nanopartículas se basa en la holografía y puede monitorear con precisión los cambios de tamaño de las nanocápsulas en proceso de degradación. mientras liberan el contenido de su cargamento de drogas. Esta investigación proporciona a los científicos una poderosa herramienta de medición que se puede utilizar para diseñar mejores nanocápsulas para la administración de fármacos y otras aplicaciones relacionadas con la nanomedicina.

La nanotecnología ha ganado importancia práctica, incluso en la administración de fármacos. Se estima que el mercado mundial de la nanomedicina alcanzará los 350.000 millones de dólares estadounidenses en 2025. El diseño y la síntesis de nanopartículas degradables son muy importantes en los campos de la administración de fármacos y la nanomedicina. Aunque una evaluación precisa de las tasas de degradación de las nanopartículas mejoraría la caracterización y optimización de los vehículos de administración de fármacos, Los enfoques tradicionales que se utilizan para controlar la liberación de fármacos a partir de nanopartículas y nanocápsulas se basan en el uso de tecnología avanzada, como la microscopía electrónica, dispersión dinámica de la luz, u otros métodos bioquímicos, todos los cuales tienen inconvenientes y limitaciones prácticas. La mayoría de estos instrumentos son costosos, y no tienen la capacidad de monitorear la degradación de nanopartículas en tiempo real.

El método de imágenes holográficas de UCLA, por otra parte, tiene una precisión cercana a los dispositivos de medición de gama alta, pero a una fracción de su costo y complejidad. Fue construido con piezas impresas en 3-D y consta de elementos ópticos de bajo costo, formando un microscopio óptico a escala de chip que pesa alrededor de una libra y se puede operar con cualquier computadora de escritorio o portátil. Esta herramienta de caracterización de nanopartículas holográficas se puede utilizar para medir el tamaño de nanopartículas individuales en una amplia gama de densidades de partículas. desde unas pocas decenas hasta decenas de miles de nanopartículas por microlitro, y puede detectar nanopartículas tan pequeñas como ~ 40 nm.

"A través de esta colaboración entre mi laboratorio y el laboratorio de la profesora Tatiana Segura en UCLA, Hemos creado un método computacional poderoso y rentable que permite un monitoreo de alto rendimiento de la degradación de cualquier tipo de nanopartícula utilizando un volumen de muestra extremadamente pequeño que es al menos 1000 veces más pequeño que el requerido por otras técnicas ópticas. proporcionando ahorros de costes adicionales por medición, "dijo Aydogan Ozcan, quien dirigió el equipo de investigación y es profesor de ingeniería eléctrica y bioingeniería del rector de UCLA y director asociado del California NanoSystems Institute (CNSI).

Dr. Ozcan y su colaborador, Dr. Segura del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de UCLA, junto con académicos postdoctorales, Drs. Aniruddha Ray y Shuoran Li, utilizó este método de imágenes holográficas para caracterizar un sistema de nanocápsulas a base de polímero que se utiliza para administrar el factor de crecimiento endotelial vascular, una proteína que puede ayudar en la recuperación del accidente cerebrovascular y la cicatrización de heridas. Los factores de crecimiento son especialmente críticos para la función celular regular y su incorporación dentro de los nanomateriales terapéuticos ha sido un foco importante de investigación reciente. haciendo que esta nueva herramienta de caracterización de nanopartículas holográficas sea muy oportuna.