Le serie impiantabili di microcamere mostrano la capacità potenziale di trattenere e rilasciare quantità controllate con precisione di farmaci a comando, riportano i ricercatori A*STAR con i colleghi di Singapore, Russia e Regno Unito.

Un raggio laser nel vicino infrarosso agisce per rompere le microcamere selezionate al momento richiesto. "Questa luce nel vicino infrarosso è il modo perfetto per innescare il rilascio di farmaci in quanto ha la massima penetrazione nei tessuti biologici, " afferma Maxim Kiryukhin dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering. Le lunghezze d'onda richieste rientrano nella "finestra terapeutica" che consente alla luce per usi medici di raggiungere in sicurezza il corpo.

Il team realizza le microcamere da compositi di polimeri e ossido di grafene. "Il mio gruppo di ricerca ha aperto la strada alla produzione di array di microcamere utilizzando tecniche chiamate litografia a nanoimpronta e assemblaggio strato per strato, " dice Kiryukhin. La fase di litografia crea modelli con un modello desiderato di micropozzetti impressi sulla loro superficie. Strati di polimeri e ossido di grafene vengono quindi costruiti sui modelli per creare un materiale composito. I modelli possono essere sciolti o staccati, creando gli array a camera di polimero/ossido di grafene che possono essere sigillati con uno strato di plastica.

Se devono contenere farmaci per la consegna nel corpo, le camere devono essere meccanicamente robuste. "Fallimento, seguito dal rilascio improvviso dell'intero carico utile del farmaco, potrebbe essere catastrofico, " sottolinea Kiryukhin. Incorporare strati di ossido di grafene negli strati polimerici è l'innovazione fondamentale che rende le camere sufficientemente stabili e reattive alla luce del vicino infrarosso.

I ricercatori hanno già sviluppato tecniche che possono essere utilizzate per caricare le camere con una gamma di soluzioni chimiche; le camere selezionate possono quindi essere interrotte utilizzando una luce laser mirata (vedi immagine). Ciò darebbe ai medici un controllo preciso sulla velocità di rilascio del farmaco per adattarsi a diversi pazienti e condizioni.

Questo lavoro di prova pone le basi per passare ai test con farmaci reali sugli animali e poi sull'uomo. Kiryukhin spiega che il team fa affidamento sui propri gruppi di ricerca collaborativi nel Regno Unito, Cina e Russia per affrontare questa sfida.

Nel frattempo i ricercatori di A*STAR stanno perseguendo possibilità più ampie. "Siamo interessati a utilizzare gli array a camera nelle tecnologie di rilevamento, come rilevare il livello di freschezza del cibo o diagnosticare la condizione di ferite e tessuti malati, " spiega Kiryukhin. Le microcamere potrebbero rilasciare un segnale, come la fluorescenza, in risposta ai cambiamenti rilevati, Per esempio.