Ny fleksibel, gennemsigtig, bærbar biopatch, forbedrer cellulær observation, medicinafgivelse

Purdue University-forskere har udviklet en ny fleksibel og gennemskinnelig base til siliciumnano-nåleplastre til at levere nøjagtige doser af biomolekyler direkte ind i celler og udvide observationsmuligheder.

"Det betyder, at otte eller ni silicium nanonåle kan injiceres i en enkelt celle uden at beskadige en celle væsentligt. Så vi kan bruge disse nanonåle til at levere biomolekyler ind i celler eller endda væv med minimal invasivitet, " sagde Chi Hwan Lee, en assisterende professor ved Purdue University's Weldon School of Biomedical Engineering og School of Mechanical Engineering.

En kirurg udfører en operation på bagsiden af ​​en hånd på en patient, der har melanom. Purdue-forskere er ved at udvikle en ny fleksibel og gennemskinnelig base til siliciumplastre for at levere nøjagtige doser af biomolekyler direkte ind i celler og udvide observationsmuligheder. Forskerne siger, at hudkræft kan være en af ​​applikationerne til plastrene.

Silicium nanonåle plastre er i øjeblikket placeret mellem huden, muskler eller væv, hvor de leverer nøjagtige doser af biomolekyler. Kommercielt tilgængelige silicium nanonåle plastre er normalt konstrueret på en stiv og uigennemsigtig siliciumwafer. Stivheden kan give ubehag og kan ikke efterlades ret længe i kroppen.

"Disse egenskaber er præcis det modsatte af det fleksible, buede og bløde overflader af biologiske celler eller væv, " sagde Lee.

Lee sagde, at forskerne har løst det problem.

"For at løse dette problem, vi udviklede en metode, der muliggør fysisk overførsel af vertikalt ordnede siliciumnano-nåle fra deres originale siliciumwafer til en bio-patch, " sagde Lee. "Dette nanoneedle-plaster er ikke kun fleksibelt, men også gennemsigtigt, og kan derfor også tillade samtidig realtidsobservation af interaktionen mellem celler og nanonåle."

En undersøgelse om den nye procedure blev offentliggjort i dag (9. nov.) i Videnskabens fremskridt . Samarbejdspartnerne fra Sydkoreas Hanyang University og Purdue's Weldon School of Biomedical Engineering og School of Mechanical Engineering modtog fælles støtte fra United States Air Force Office of Scientific Research og det koreanske ministerium for videnskab og IKT til at fuldføre denne undersøgelse. Nanonålene er delvist indlejret i et tyndt fleksibelt og gennemsigtigt bioplaster, der kan bæres på huden og kan levere kontrollerede doser af biomolekyler.

Lee sagde, at forskerne håber at udvikle plasterets funktionalitet til at fungere som et eksternt hudplaster, mindske smerten, invasivitet og toksicitet forbundet med langsigtet lægemiddellevering.

I denne teknologis næste gentagelser, Lee sagde, at forskerne planlægger at teste den operationelle gyldighed af plasterets evner til at overvåge cellulær elektrisk aktivitet eller behandle kræftvæv.

Denne teknologi stemmer overens med Purdues "Giant Leaps", der fejrer universitetets globale fremskridt inden for sundhed, plads, kunstig intelligens og bæredygtighedshøjdepunkter som en del af Purdues 150-års jubilæum. Det er de fire temaer for den årelange fests Idéfestival, designet til at fremvise Purdue som et intellektuelt center, der løser problemer i den virkelige verden.