Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали инновационную и недорогую технологию 3D-печати микроскопических электронных форсунок. Она способна кардинально изменить подход к созданию лекарственных препаратов.
Эти устройства, как сообщается в эксклюзивном материале для IXBT, могут быть использованы для производства микрочастиц с контролируемым высвобождением активных веществ.
Ключевой элемент разработки — трехосевые электроспрей-эмиттеры (triaxial electrospray emitters), которые с помощью электрического поля одновременно подают три несмешивающиеся жидкости через систему микроскопических каналов. В результате формируются капли с тремя вложенными слоями, которые затем можно превратить в функциональные микрочастицы.
Уникальная архитектура и перспективы применения
Такая многослойная структура открывает широкие возможности в фармакологии: внешний слой может растворяться в желудке, средний — регулировать скорость высвобождения, а внутренний — целенаправленно доставлять лекарство в нужный отдел кишечника. В MIT отмечают, что подобная геометрия устройства является принципиально новой.
Подобную геометрию невозможно было бы реализовать в классических чистых комнатах, что делает 3D-печать ключевым фактором появления технологии, — подчеркивают исследователи.
Традиционно производство таких устройств требовало дорогостоящих полупроводниковых технологий и чистых комнат, что делало их сложными и дорогими для масштабирования. Команда MIT предложила альтернативу — процесс vat photopolymerization, при котором ультрафиолетовый свет послойно «запекает» фотополимерную смолу. Весь сложный массив из 16 форсунок на площади около 1 см² можно напечатать всего за несколько часов.
Технологические детали и первые испытания
Каждый слой напечатанного устройства имеет толщину всего около 25 микрометров, а внутренние спиральные каналы обеспечивают равномерный поток жидкости ко всем форсункам.
В ходе испытаний 3D-печатные массивы стабильно создавали однородные трёхслойные микрокапли, что критично для массового производства лекарственных частиц и биосенсоров.
Успешное масштабирование технологии может не только упростить производство сложных микрочастиц для медицины и материаловедения, но и существенно снизить стоимость методик, которые сейчас существуют лишь на лабораторном уровне.
В MIT уверены, что их разработка найдет применение в регенеративной медицине и создании «самовосстанавливающихся» материалов.