Holograma binário biocompatível com recursos de eluição de drogas

a) representação gráfica do funcionamento de um holograma binário como indicador de liberação de drogas. À medida que a eluição da droga avança, os padrões de difração de campo distante se corrompem de uma certa maneira que pode ser usada para rastrear qualitativamente a quantidade de carga eluída. b) as principais etapas de fabricação desses hologramas em escala laboratorial. As etapas críticas no processo de fabricação são a remoção do excesso de pó e o congelamento. O congelamento permite a formação de condensação na superfície do molde PDMS. Este condensado dissolve a pequena quantidade de pó em excesso que resta após o processo inicial de escorrimento. Esta fina camada de solução aquosa pode ser facilmente removida. O resultado é quase nenhum pó redundante deixado entre os bits de carga que poderia corromper o padrão de difração de campo distante. As dimensões físicas do poço no molde e as propriedades físicas e químicas do pó carregado determinam o tamanho de uma broca de carga. Diferentes substâncias bioativas solúveis em água, como antibióticos, corantes, etc. podem ser usadas neste processo para atender às necessidades desejadas. Crédito:Arkady S. Abdurashitov, Pavel I. Proshin, Valery V. Tuchinl Gleb Sukhorukov

Dispositivos holográficos são usados para aprimoramento de segurança, entretenimento, tecnologias de exibição 3D e realidade aumentada e muito mais. Devido à sua alta capacidade de informação, a capacidade de rastrear processos externos em andamento, avaliando mudanças no padrão de difração, bem como métodos bem estabelecidos e simples para sua produção a partir de vários materiais, os hologramas estão encontrando novas aplicações em vários campos.
Em um novo artigo publicado em Light:Advanced Manufacturing , uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Gleb Sukhorukov do Laboratório de Biomateriais de Controle Remoto, V. Zelman Center for Neurobiology and Brain Rehabilitation, Skolkovo Institute of Science and Technology, Moscou e colaboradores desenvolveram uma nova rotina de fabricação para uma aplicação de hologramas somente de amplitude binária. A técnica de impressão direta de medicamentos (DDP) proposta funciona com substâncias solúveis em água, mas pode ser adaptada a outros tipos de medicamentos, se necessário. Numericamente e experimentalmente, eles mostraram a capacidade do padrão de difração de refletir a quantidade de carga restante no holograma após um certo período de tempo. Esse recurso exclusivo dos sistemas de embalagem holográfica pode ser usado em uma ampla gama de tarefas que exigem monitoramento da quantidade de substância emitida.

"Introduzimos uma abordagem aditiva de produção de DOEs biocompatíveis usando impressão direta de medicamentos (DDP). Substâncias bioativas são impressas a quente na superfície do filme de polímero plano como bits de carga. A distribuição espacial de bits de carga forma o DOE pré-computado. Em nossa abordagem, a substância bioativa não interage com nenhum solvente orgânico e é colocada 'como está' no biopolímero inerte, garantindo que não haja alterações no efeito farmacológico da droga", escrevem os cientistas.

"O filme resultante atua como um holograma transmissivo de amplitude única. Este sistema de embalagem de carga, que cria um padrão de difração de campo distante claro quando iluminado por uma fonte de luz coerente, pode encontrar seu lugar em vários problemas biomédicos. Uma aplicação direta de hologramas de carga útil é rastrear a vida útil do conteúdo incolor e medir o tempo de liberação característico de substâncias ativas sob várias condições ambientais. A aplicação mais provável de nossa tecnologia é complementar o procedimento padrão de teste de antibióticos. Adicionando um canal visual para rastrear a liberação do medicamento, o que requer apenas a presença de uma fonte de luz coerente, melhorará significativamente a avaliação do efeito do antibiótico e permitirá controlar visualmente o tempo de liberação e a quantidade de carga eluída." + Explorar mais