Új rugalmas, átlátszó, hordható biopatch javítja a sejtmegfigyelést és a gyógyszer szállítását

A minimálisan invazív tapasz pontos dózisokat juttat közvetlenül a sejtekbe, csökkenti a fájdalmat, a toxicitást

A Purdue Egyetem kutatói új, rugalmas és áttetsző alapot fejlesztettek ki a szilícium nanotűs tapaszok számára, hogy a biomolekulák pontos adagját közvetlenül a sejtekbe juttassák, és tágabb megfigyelési lehetőségeket teremtsenek.

"Ez azt jelenti, hogy nyolc vagy kilenc szilícium nanonőt lehet beinjektálni egyetlen sejtbe anélkül, hogy jelentősen károsítaná a sejtet. Tehát ezeket a nanonöveket felhasználhatjuk biomolekulák bejuttatására a sejtekbe vagy akár szövetekbe is minimális invazivitással" - mondta Chi Hwan Lee, egyetemi adjunktus A Purdue Egyetem Weldoni Orvostechnikai és Gépészmérnöki Iskola.

A sebész műtétet végez a melanomában szenvedő páciens kezének hátulján. A Purdue kutatói egy új rugalmas és áttetsző alapot fejlesztenek ki a szilícium tapaszok számára, hogy a biomolekulák pontos dózisait közvetlenül a sejtekbe juttassák, és tágabb megfigyelési lehetőségeket terjesszenek ki. A kutatók szerint a bőrrák lehet az egyik alkalmazás a tapaszokhoz.

A szilícium nanotű tapaszokat jelenleg a bőr, az izmok vagy a szövetek közé helyezik, ahol pontosan adagolják a biomolekulákat. A kereskedelemben kapható szilícium nanotű tapaszokat általában egy merev és átlátszatlan szilícium ostyára építik. A merevség kényelmetlenséget okozhat, és nem hagyható nagyon sokáig a testben.

"Ezek a tulajdonságok pontosan ellentétesek a biológiai sejtek vagy szövetek rugalmas, ívelt és puha felületeivel" - mondta Lee.

Lee szerint a kutatók megoldották ezt a problémát.

"Ennek a problémának a kezelésére kifejlesztettünk egy módszert, amely lehetővé teszi a vertikálisan rendezett szilícium nanotűk fizikai áthelyezését eredeti szilícium ostyájukból egy biotapaszba" - mondta Lee. "Ez a nanotűs tapasz nemcsak rugalmas, de átlátszó is, ezért lehetővé teheti a sejtek és a nanotűk közötti kölcsönhatás egyidejű valós idejű megfigyelését is." Az új eljárásról szóló tanulmány ma (november 9.) jelent meg a Science Advances c. A dél-koreai Hanyang Egyetem és a Purdue Weldoni Orvosbiológiai Mérnöki Iskola és a Gépészmérnöki Iskola munkatársai közös támogatást kaptak az Egyesült Államok Légierő Tudományos Kutatási Irodájától és a koreai Tudományos és IKT-minisztériumtól e tanulmány elkészítéséhez. A nanotűk részben egy vékony, rugalmas és átlátszó biotapaszba vannak beágyazva, amely viselhető a bőrön, és szabályozott adagú biomolekulákat képes leadni.

Lee elmondta, hogy a kutatók remélik, hogy fejlesztik a tapasz funkcionalitását, hogy külső bőrfoltként működjön, csökkentve a hosszú távú gyógyszerszállítással járó fájdalmat, invazivitást és toxicitást.

Ennek a technológiának a következő iterációiban Lee elmondta, hogy a kutatók azt tervezik, hogy tesztelik a tapasz képességeinek működési érvényességét a sejtek elektromos aktivitásának megfigyelésére vagy a rákos szövetek kezelésére.

Ez a technológia összhangban áll Purdue „Óriási ugrásaival”, amely megünnepli az egyetem globális fejlődését az egészségügy, az űr, a mesterséges intelligencia és a fenntarthatóság terén Purdue 150. évfordulója részeként. Ez a négy témája az egész éves ünnepség Ötletfesztiváljának, amelynek célja, hogy bemutassa Purdue-t, mint intellektuális központot, amely valós problémákat old meg.