Biomateriales inyectables con jeringa, Los dispositivos médicos y los tejidos diseñados han atraído una gran atención como implantes mínimamente invasivos para el diagnóstico. terapia y medicina regenerativa.

Películas poliméricas ultrafinas autoportantes, comúnmente conocidas como nanohojas poliméricas, son una de las plataformas comúnmente utilizadas para dispositivos biomédicos inyectables con jeringa debido a su flexibilidad y adaptabilidad.

Estas nanohojas tienen menos de 1 micrómetro de espesor, que es más delgado que un mechón de cabello (el cabello suele tener unos 100 micrómetros de ancho). Son una plataforma prometedora para la administración de fármacos mediante inyección con aguja.

A pesar del desarrollo reciente en tecnologías de nanohojas que utilizan ácido poliláctico (PLA) y ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA), Las nanohojas poliméricas aún deben superar varios desafíos técnicos para servir como una plataforma inyectable eficaz:a saber, limitación en el tamaño de las nanohojas inyectables a través de agujas médicas, robustez mecánica subóptima (por ejemplo, rasgado durante la inyección), y control limitado sobre la recuperación de la forma y el control del movimiento después de la inyección.

Para superar estas limitaciones, Investigadores del Centro de Fabricación y Diseño Digital (DManD) de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) desarrollaron nanohojas utilizando polímero con memoria de forma (SMP) a base de poliuretano y nanopartículas magnéticas (MNP) para demostrar capacidades sin precedentes para manejar nanohojas. SMP ofrece dos características mecánicas únicas:un gran cambio en los módulos de Young por el cambio de temperatura, y efecto de memoria de forma (SME) para recuperar la forma memorizada.

Además, Los investigadores demostraron que las nanohojas SMP fabricadas se pueden convertir en magnéticas con MNP para realizar un control de movimiento sin contacto utilizando un campo magnético externo. Específicamente, Las siguientes cuatro capacidades se demostraron mediante el uso de la nanoplaca de 710 nm de grosor con una temperatura de transición vítrea (Tg) de 25 ° C:inyectabilidad con jeringa a través de agujas médicas, autoexpandible después de la expulsión, conformabilidad y removibilidad en las superficies biológicas, y capacidad de guiado en un campo magnético externo. Estas capacidades permiten aplicaciones prácticas in vivo como una plataforma inyectable con jeringa.

Como ventaja añadida, el cambio del módulo por temperatura ofrece una capacidad única para controlar la adhesión y eliminación de la nanoplaca MNP-SMP en las superficies biológicas. Esto habría sido difícil de lograr utilizando nanohojas convencionales que tuvieran un módulo constante y no se ha demostrado previamente.

Prever la entrega inyectable con jeringa de fármacos moleculares o construcciones celulares en órganos internos, los investigadores agregaron a las nanohojas MNP-SMP una capa adicional de PLGA, que es mejor conocido como biomaterial utilizado para la administración de fármacos, extender la funcionalidad como portador de fármacos moleculares y celulares. Esto se puede hacer sin comprometer las capacidades demostradas. SMP y MNP ofrecieron las mismas capacidades a las nanohojas que contienen una capa adicional de PLGA, sugiriendo el vasto potencial de las nanoláminas desarrolladas para la administración de fármacos y células.

"Las nanohojas MNP-SMP se pueden funcionalizar aún más cargando o imprimiendo medicamentos, células y circuitos eléctricos en la superficie mediante la integración de tecnologías de impresión emergentes como la impresión por inyección de tinta, Impresión 3D y bioimpresión, "dijo el Dr. Kento Yamagishi de SUTD, el autor principal del artículo.

"Las nanohojas MNP-SMP contribuirán al desarrollo de dispositivos médicos avanzados inyectables con jeringa como plataforma para administrar fármacos y células en el sitio o lesión específicos del cuerpo para el diagnóstico y la terapia mínimamente invasivos, "añadió el investigador principal, Profesor asistente Michinao Hashimoto de SUTD.