Ricercatori della Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), impresa di ricerca del MIT a Singapore, e la National University of Singapore (NUS) hanno sviluppato un metodo unico per generare ed elaborare goccioline di fluido in condizioni precedentemente irraggiungibili. La scoperta può essere trasformativa in una serie di applicazioni scientifiche compreso lo studio di processi biologici e chimici, e può aprire la strada a prodotti farmaceutici e di consumo più raffinati e mirati.

Il nuovo processo è spiegato in un documento intitolato "Stampa di goccioline incorporate in fluidi a stress di resa", pubblicato sulla prestigiosa rivista, Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America ( PNAS ).

Dott. Arif Zainuddin Nelson, un ricercatore nell'ambito del progetto SMART e Intra-CREATE Advanced Manufacturing of Pharmaceutical Drug Products utilizzando processi microfluidici modulari, guidato lo sviluppo del nuovo metodo, che è il primo del suo genere a sfruttare i fluidi di stress di snervamento per creare le condizioni ideali per la sperimentazione, elaborazione o osservazione di campioni. Utilizzando l'approccio della stampa a goccia incorporata, il team di ricerca è stato in grado di produrre particelle cariche di droga sospese e perfettamente sferiche. Il nuovo approccio evita le malformazioni comuni nei metodi convenzionali, che producono particelle di forma ovoidale e determinano una scarsa fluidità durante la produzione di medicinali.

"Abbiamo sviluppato una serie di strumenti che ci consentono di osservare ed elaborare molte applicazioni diverse con questo metodo unico, comprese le reazioni chimiche e biologiche, " ha detto il professor Saif Khan della NUS, che fa anche parte del gruppo di ricerca. "Il settore farmaceutico è solo uno dei settori in cui ciò potrebbe produrre risultati trasformativi, su cui si concentra il nostro lavoro. Potremmo cambiare il modo in cui vengono prodotte le droghe, formularli in modo da migliorare la qualità, rivoluzionare il modo in cui i farmaci esistenti vengono assunti dai pazienti, e immaginare farmaci completamente nuovi che non possono essere prodotti oggi".

Il metodo di stampa a goccia incorporato, che può essere utilizzato anche per modificare le dimensioni e il dosaggio dei farmaci esistenti, sarebbe particolarmente utile per la progettazione di farmaci ad alta potenza che devono essere assunti in dosi molto piccole, come i farmaci assunti dai malati di cancro. Può anche portare a una medicina più su misura poiché il nuovo processo semplificherebbe lo sviluppo di piccoli lotti di farmaci specializzati per pazienti specifici.

"Con l'eccezione di andare nello spazio per essere a gravità zero, questo metodo è l'unico modo per ottenere un ambiente in cui è possibile osservare vari processi in uno stato così isolato, " ha detto il dottor Nelson. "Tuttavia, raggiungere uno stato a gravità zero è proibitivo, e abbiamo creato un processo sostanzialmente più semplice ed economico per ottenere un ambiente unico in cui i processi chimici e biologici non siano disturbati dalle forze esterne".

Per i prodotti farmaceutici, Il nuovo processo microfluidico di Intra-CREATE eluderebbe i costi di capitale per la formazione di farmaci di alta qualità, portando a farmaci potenzialmente più economici, anche. Il processo microfluidico può anche consentire una serie di altre applicazioni al di fuori della produzione di medicinali, Compreso:

• Test antibiotici:le colonie di batteri possono essere coltivate all'interno di ogni singola gocciolina. Gli antibiotici e i dosaggi possono essere testati su ogni gocciolina per fornire rapidamente a medici e ricercatori una visione su potenziali antibiotici e cure. L'ambiente unico consente la manipolazione delle goccioline in un modo che potrebbe simulare le infezioni
• Camere di reazione chimiche integrate:i sistemi microfluidici sono in grado di gestire un'elevata produttività di volumi piccoli e precisi di reagenti. Il nuovo processo consente un ambiente migliore per le reazioni chimiche rimuovendo i confini solidi, e può essere utilizzato per la produzione di nanoparticelle
  

Coautore del documento di ricerca, Professore del MIT Patrick Doyle, disse, "Il nuovo processo microfluidico può essere un punto di svolta in una serie di sperimentazioni scientifiche, e la generalità e l'ampio impatto di questo metodo non avrebbero potuto essere raggiunti senza che SMART e NUS lavorassero insieme."