Híbridos de lipossoma-hidrogel:sem esforço, sem problemas para bolhas mais fortes
p Esquema que descreve a criação de híbridos de lipossoma-hidrogel. Uma solução contendo fosfolipídio ("precursor de lipossoma") se mistura com uma solução contendo precursor de hidrogel (a). Misturando-se na interface dos dois canais, o fosfolípido forma lipossomas (b) que retêm o precursor de hidrogel no seu interior. O material fora das vesículas é removido (c) e os lipossomas são irradiados com UV. Isso polimeriza as cadeias de proteínas no hidrogel e produz um híbrido lipossoma-hidrogel (d). Crédito:NIST
p As pessoas têm combinado materiais para produzir as melhores propriedades de ambos, desde que o cobre e o estanho foram fundidos para dar início à Idade do Bronze. Na última fusão bem-sucedida, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, a Universidade de Maryland e a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA desenvolveram um método para combinar duas substâncias que individualmente geraram interesse por suas potenciais aplicações biomédicas:uma "bolha" de membrana fosfolipídica chamada lipossoma e partículas de hidrogel, uma rede cheia de água de cadeias de polímero. A combinação forma uma partícula híbrida em nanoescala (bilionésimo de metro) que pode um dia viajar diretamente para células específicas, como tumores, passar facilmente pela membrana celular do alvo, e, em seguida, liberar lentamente uma carga útil de droga. p Em um artigo recente na revista
Langmuir , a equipe de pesquisa revisou como os lipossomas e nanopartículas de hidrogel têm vantagens e desvantagens individuais para a entrega de drogas. Embora os lipossomas tenham propriedades de superfície úteis que lhes permitem atingir células específicas e passar através das membranas, eles podem se romper se o ambiente circundante mudar. As nanopartículas de hidrogel são mais estáveis e possuem recursos de liberação controlada para ajustar a dosagem de uma droga ao longo do tempo, mas são propensas a degradação e aglomeração. O objetivo dos pesquisadores era projetar nanopartículas incorporando ambos os componentes para utilizar os pontos fortes de cada material enquanto compensava suas fraquezas.
p Para fabricar suas vesículas híbridas de lipossoma-hidrogel, os pesquisadores adaptaram uma técnica NIST-UM conhecida como COMMAND for COntrolled Microfluidic Mixing And Nanoparticle Determination que usa um dispositivo microscópico fluídico (microfluídico). No novo trabalho, as moléculas de fosfolipídios são dissolvidas em álcool isopropílico e alimentadas por meio de um minúsculo (21 micrômetros de diâmetro, ou três vezes o tamanho de uma célula de levedura) canal de entrada em um canal de "misturador", então "focado" em um jato de fluido por uma solução à base de água adicionada através de dois canais laterais. Moléculas precursoras de hidrogel são misturadas com o fluido de focalização.
p À medida que os componentes se misturam nas interfaces dos fluxos de fluido, as moléculas de fosfolipídios se automontam em vesículas em nanoescala de tamanho controlado e prendem os monômeros em solução em seu interior. As vesículas recém-formadas são então irradiadas com luz ultravioleta para polimerizar os precursores de hidrogel que carregam em um gel sólido feito de cadeias reticuladas. Essas cadeias dão força às vesículas, permitindo-lhes reter a forma esférica do envelope do lipossoma (que, por sua vez, facilitaria a passagem através de uma membrana celular).
p Para transformar as vesículas híbridas de lipossoma-hidrogel em veículos de entrega celular, uma droga ou outra carga seria adicionada ao fluido de foco durante a produção.