Gli scienziati dell'UCLA hanno ideato un metodo per produrre microparticelle di idrogel dalla forma complessa a una velocità di oltre 40 milioni all'ora, almeno 10 volte più veloce dell'attuale approccio standard.

Le microparticelle di idrogel sono promettenti per una vasta gamma di usi in biomedicina, anche per la riparazione dei tessuti, agendo come versioni in miniatura delle piastre di Petri per la crescita delle cellule e come veicoli per la somministrazione di farmaci terapeutici. E quando hanno la forma di ciotole o gusci cavi, tali particelle possono essere particolarmente utili per catturare, separare e analizzare singole cellule o colonie cellulari, come parte del processo per creare medicinali a base di proteine ​​o coltivare microalghe per biocarburanti sostenibili.

I ricercatori hanno prodotto milioni di goccioline delle dimensioni di un nanolitro - un nanolitro è un miliardesimo di litro - ciascuna contenente blocchi di idrogel utilizzando dispositivi microfluidici che gocciolavano decine di migliaia di goccioline ogni secondo in parallelo.

Normalmente, i dispositivi microfluidici utilizzati per produrre particelle di idrogel sagomato possono funzionare solo uno alla volta perché gli ingredienti utilizzati per creare le particelle non si mescolano bene; di conseguenza, gli ingredienti devono essere fatti fluire insieme a velocità precise per includerli nei giusti rapporti nella gocciolina formata. Nello studio, gli scienziati sono stati in grado di far funzionare centinaia di dispositivi microfluidici in parallelo perché hanno ideato un metodo per combinare tutti gli ingredienti nelle giuste proporzioni in un'unica soluzione mista. Dopo aver formato le goccioline della soluzione, i ricercatori le hanno raffreddate, facendo sì che i componenti si separino all'interno delle goccioline e poi si assemblano nelle forme desiderate. Gli scienziati hanno quindi congelato le forme sul posto polimerizzandole usando la luce ultravioletta.

La capacità di produrre in modo efficiente milioni di particelle di idrogel a forma di ciotola o cave potrebbe aiutare ad accelerare la ricerca scientifica in una vasta gamma di discipline, inclusa l'accelerazione del ritmo di sviluppo di nuovi farmaci o diagnostici o la produzione di nuovi ceppi cellulari per la produzione di combustibili o sostanze nutritive.

Sohyung Lee, una studentessa di dottorato in ingegneria chimica dell'UCLA, è il primo autore dello studio. L'autore corrispondente è Dino Di Carlo, professore di bioingegneria e di ingegneria meccanica e aerospaziale presso l'UCLA Samueli School of Engineering, e membro del California NanoSystems Institute presso l'UCLA. Altri autori sono gli studenti laureati dell'UCLA Joseph de Rutte, Robert Dimatteo e Doyeon Koo. + Esplora ulteriormente

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