Os pesquisadores da UCLA desenvolveram um método de baixo custo para monitorar rapidamente a degradação das nanopartículas portadoras de drogas usando um microscópio em escala de chip. Esta plataforma de caracterização de nanopartículas é baseada em holografia e pode monitorar com precisão as mudanças de tamanho de nanocápsulas em degradação, enquanto liberam o conteúdo de sua carga de drogas. Esta pesquisa fornece aos cientistas uma ferramenta de medição poderosa que pode ser usada para projetar nanocápsulas melhores para a entrega de medicamentos e outras aplicações relacionadas à nanomedicina.

A nanotecnologia ganhou importância prática, inclusive na entrega de drogas. O mercado global de nanomedicina está estimado em US $ 350 bilhões em 2025. O design e a síntese de nanopartículas degradáveis ​​são muito importantes na distribuição de medicamentos e nos campos da nanomedicina. Embora a avaliação precisa das taxas de degradação das nanopartículas melhoraria a caracterização e otimização dos veículos de entrega de drogas, abordagens tradicionais que são usadas para monitorar a liberação de drogas de nanopartículas e nanocápsulas contam com o uso de tecnologia avançada, como microscopia eletrônica, espalhamento de luz dinâmico, ou outros métodos bioquímicos, todos os quais têm desvantagens e limitações práticas. A maioria desses instrumentos são caros, e não têm a capacidade de monitorar a degradação das nanopartículas em tempo real.

Método de imagem holográfica da UCLA, por outro lado, tem uma precisão próxima aos dispositivos de medição de ponta, mas por uma fração de seu custo e complexidade. Foi construído com peças impressas em 3D e compreende elementos ópticos de baixo custo, formando um microscópio óptico em escala de chip que pesa cerca de meio quilo e pode ser operado usando qualquer computador de mesa ou laptop. Esta ferramenta holográfica de caracterização de nanopartículas pode ser usada para medir o tamanho de nanopartículas individuais em uma ampla gama de densidades de partícula, de algumas dezenas a dezenas de milhares de nanopartículas por micro-litro, e pode detectar nanopartículas tão pequenas quanto ~ 40 nm.

"Através desta colaboração entre o meu laboratório e o laboratório da Professora Tatiana Segura na UCLA, criamos um método computacional poderoso e econômico que permite o monitoramento de alto rendimento da degradação de qualquer tipo de nanopartícula usando um volume de amostra extremamente pequeno que é pelo menos 1000 vezes menor do que o exigido por outras técnicas ópticas, proporcionando economia de custo adicional por medição, "disse Aydogan Ozcan, que liderou a equipe de pesquisa e é Professor Chanceler de Engenharia Elétrica e Bioengenharia da UCLA e diretor associado do California NanoSystems Institute (CNSI).

Dr. Ozcan e seu colaborador, Dr. Segura do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da UCLA, junto com estudiosos de pós-doutorado, Drs. Aniruddha Ray e Shuoran Li, utilizou este método de imagem holográfica para caracterizar um sistema de nanocápsula à base de polímero usado para fornecer fator de crescimento endotelial vascular, uma proteína que pode ajudar na recuperação de derrames e na cicatrização de feridas. Os fatores de crescimento são especialmente críticos para o funcionamento regular das células e sua incorporação em nanomateriais terapêuticos tem sido o principal foco de pesquisas recentes, tornando esta nova ferramenta holográfica de caracterização de nanopartículas muito oportuna.