p Os engenheiros de Cambridge demonstraram - pela primeira vez - a impressão digital a jato de tinta e a auto-organização de microgotículas em superfícies fluidas para criar estruturas de materiais funcionais. p Essas gotas impressas ficam naturalmente presas na superfície do fluido. É nesse ponto que eles são capturados, à medida que o fluido se solidifica ao redor das gotas, formando um filme de polímero sólido. Inspirado nos padrões de condensação que se formam nas superfícies, esse método inovador e fácil de fabricar abre o caminho para a ampliação de futuras aplicações na descoberta de medicamentos e na distribuição impressa de medicamentos personalizados.

p A equipe de pesquisa de Fluidos na Manufatura Avançada do Institute for Manufacturing (IfM), parte do Departamento de Engenharia, estão olhando para usar as gotas como tubos de ensaio em microescala para reações. Eles esperam que os milhões de gotas, capaz de caber em uma pequena área, pode ser usado para acelerar as reações de descoberta de medicamentos. A equipe investigará isso em um trabalho financiado pelo BBSRC - Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas. Além disso, a equipe está explorando o uso de captura e liberação de gotículas para tratamento personalizado de feridas. Trabalhando em estreita colaboração com a BBSRC Impact Acceleration Account e a spin-out da LIFNano Rx Limited da Universidade de Cambridge, que usa biologia quântica para capturar as propriedades de cura do fator de crescimento de células-tronco "LIF", a equipe prevê produtos impressos com valor potencial para transformar a cicatrização de feridas.

p Filmes de polímero com poros ajustáveis ​​são essenciais quando se trata de projetos para aplicações como liberação controlada de medicamentos. Um exemplo inclui a administração de uma dosagem de combinação personalizada por meio de um adesivo ou um filme solúvel colocado na língua. Agora, os pesquisadores combinaram esta técnica de impressão avançada com os princípios de um método inspirado na natureza, para fornecer uma maneira fabricável de fornecer funcionalidade a filmes de polímero poroso. Os resultados do estudo são publicados nas revistas Materials Horizons e International Journal of Pharmaceutics.

p Padrões naturais de condensação de água que são vistos todos os dias em superfícies sólidas, e que foram estudados por Lord Rayleigh em 1911, são freqüentemente chamados de 'Figuras Respiratórias (BFs)'. Desde a década de 1990, sabe-se que esses BFs podem ocorrer como gotículas de água em escala mícron em uma superfície de fluido, com a capacidade de se auto-organizar e imprimir em uma estrutura de polímero microporosa permanente. Inspirado por isso, a equipe de pesquisa de Cambridge usou impressão a jato de tinta drop-on-demand (DoD) para controlar o tamanho das gotas, seu conteúdo e localização na superfície do fluido. Em comparação com o método BF, este novo processo oferece estabilidade aprimorada, com excelente controle sobre o volume e estrutura dos poros, e permite a fabricação rápida de filmes de polímero estruturados, tornando os aplicativos viáveis ​​e escaláveis.

p O processo de impressão a jato de tinta é altamente programável, com o tamanho da gota e o padrão das gotas entregues ao substrato facilmente controlados. O conteúdo das gotas pode ser formulado para conter uma ampla gama de materiais funcionais e, ao mesmo tempo, imprimir de maneira confiável. Isso pode incluir impressão farmacêutica e biológica. Cada gota está quase totalmente submersa e presa no fluido, mas com uma pequena abertura para o exterior. Na primeira aplicação, para a descoberta de drogas, isso permite que as gotas subsequentes sejam adicionadas e misturadas com as gotas já na superfície, como se fossem tubos de ensaio em microescala. Na segunda aplicação, esta pequena abertura permite que o material seja liberado por difusão. Isso permitiu aos pesquisadores Dr. Qingxin Zhang e Dr. Niamh Willis-Fox examinar cada etapa do processo - imprimir, captura e liberação. Dra. Clare Conboy, da Printed Electronics Ltd., também contribuiu com perícia e medições do comportamento dos fluidos à medida que eles começam a se solidificar e aprisionar as gotículas.

p Para melhorar a precisão do posicionamento da gota, a auto-organização foi explorada como forma de aproximar as gotículas. Esta é uma maneira altamente confiável e repetível de garantir um empacotamento quase perfeito das gotas e a equipe tem mostrado como capturar as gotas em matrizes quadradas ou como uma estrutura hexagonal semelhante a um favo de mel.

p Dr. Ronan Daly, conferencista sênior em Ciência e Tecnologia da Manufatura, disse:"Este nível de controle e ordem nunca foi alcançado com as técnicas alternativas de auto-organização de gotículas de Figura Respiratória. Também possibilitamos uma mudança em direção a uma forma mais segura, fabricação mais ambientalmente responsável dessas estruturas. O resultado é uma técnica de baixo custo e personalizável que se tornou dramaticamente mais repetível e ajustável, e um que abre o caminho para a tradução rápida para aplicações em técnicas combinadas de entrega de drogas e descoberta de drogas. "

p Dr. Su Metcalfe, CEO da LIFNanoRx, disse:"Os poderes combinados de entrega personalizada impressa, juntamente com a biologia quântica da biomimética, trazer uma nova era de terapêutica sustentável e universal a baixo custo e alto valor. "