Ny metode til fremstilling af mikropartikler kan fremskynde lægemiddeludvikling, produktion af nye cellestammer

UCLA-forskere har udtænkt en metode til fremstilling af indviklet formede hydrogel-mikropartikler med en hastighed på mere end 40 millioner i timen - mindst 10 gange hurtigere end den nuværende standardmetode.

Hydrogel-mikropartikler lover en række anvendelser inden for biomedicin, herunder til reparation af væv, fungerer som miniatureversioner af petriskåle til dyrkning af celler og som midler til levering af terapeutiske lægemidler. Og når de er formet som skåle eller hule skaller, kan sådanne partikler være særligt nyttige til at indfange, opdele og analysere individuelle celler eller cellekolonier, som en del af processen til at skabe proteinbaseret medicin eller dyrke mikroalger til bæredygtige biobrændstoffer.

Forskerne producerede millioner af dråber på størrelse med nanoliter - en nanoliter er en milliardtedel af en liter - som hver indeholdt hydrogel-byggeblokke ved hjælp af mikrofluidiske enheder, der parallelt dryppede titusindvis af dråber hvert sekund.

Normalt kan mikrofluidiske enheder, der bruges til at fremstille formede hydrogelpartikler, kun fungere en ad gangen, fordi de ingredienser, der bruges til at fremstille partiklerne, ikke blandes godt; som et resultat, skal ingredienserne flydes sammen med præcise hastigheder for at inkludere dem i de rigtige forhold i den dannede dråbe. I undersøgelsen var videnskabsmænd i stand til at køre hundredvis af mikrofluidiske enheder parallelt, fordi de udtænkte en metode til at kombinere alle ingredienserne i de rigtige forhold i en enkelt blandet opløsning. Efter at have dannet dråber af opløsningen afkølede forskerne dem, hvilket fik komponenterne til at skilles ud i dråberne og derefter samles i de ønskede former. Forskerne frøs derefter formerne på plads ved at polymerisere dem ved hjælp af ultraviolet lys.

Evnen til effektivt at producere millioner af skålformede eller hule hydrogelpartikler kunne hjælpe med at fremskynde videnskabelig forskning inden for en række discipliner, herunder at fremskynde tempoet i udviklingen af ​​nye lægemidler eller diagnostik, eller producere nye cellestammer til produktion af brændstoffer eller næringsstoffer.

Sohyung Lee, en UCLA doktorand i kemiteknik, er undersøgelsens første forfatter. Den tilsvarende forfatter er Dino Di Carlo, professor i bioteknik og i mekanisk og rumfartsteknik ved UCLA Samueli School of Engineering og medlem af California NanoSystems Institute ved UCLA. Andre forfattere er UCLA kandidatstuderende Joseph de Rutte, Robert Dimatteo og Doyeon Koo. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler nye mikroskopiske picoshell-partikler