p O ultrassom tem sido uma ferramenta importante para imagens médicas. Recentemente, pesquisadores médicos demonstraram que ondas de ultrassom focalizadas também podem melhorar a entrega de agentes terapêuticos, como medicamentos e material genético. As ondas formam bolhas que tornam as membranas celulares - bem como as membranas sintéticas que envolvem as vesículas portadoras de drogas - mais permeáveis. Contudo, a interação bolha-membrana não é bem compreendida. p Conchas lipídicas macias, Insolúvel em água, são um componente chave da barreira que envolve as células. Eles também são usados ​​como nanocarreadores de drogas:partículas de tamanho nanométrico de moléculas de gordura ou lipídios que transportam a droga para ser entregue localmente no órgão ou local doente, e que pode ser injetado dentro do corpo.

p A casca lipídica pode ser "estourada" por ondas sonoras, que pode ser focado em um ponto do tamanho de um grão de arroz, resultando em uma abertura altamente localizada de barreiras, potencialmente superando grandes desafios na distribuição de medicamentos.

p Contudo, a compreensão de tais interações é muito limitada, o que é um grande obstáculo nas aplicações biomédicas do ultrassom. Cascas de lipídios podem derreter de um gel a um material semelhante a um fluido, dependendo das condições ambientais.

p Ao observar as mudanças nanoscópicas nas conchas lipídicas em tempo real à medida que são expostas às ondas sonoras, nossa pesquisa mostrou que as conchas lipídicas são mais fáceis de estourar quando estão perto de derreter. Também mostramos que após a ruptura, uma cavidade se forma e os lipídios na interface experimentam "resfriamento evaporativo - o mesmo processo pelo qual o suor resfria nosso corpo - que pode congelar localmente os lipídios, ou mesmo água, na interface. Esta pesquisa avança a compreensão fundamental da interação de ondas sonoras e conchas lipídicas com aplicações na entrega de drogas.

p Realizamos experimentos de ultrassom em uma solução aquosa contendo uma variedade de membranas lipídicas, que são semelhantes às membranas celulares. Marcamos as membranas com marcadores fluorescentes, cuja emissão de luz forneceu informações sobre o ordenamento molecular dentro das membranas. Em seguida, disparamos pulsos de ultrassom na solução e observamos as bolhas. As bolhas começaram a se formar com energia acústica mais baixa quando as membranas estavam passando de um estado de gel para um estado mais líquido. As bolhas também duraram mais durante essa transição de fase.

p Explicamos esses efeitos observados com um modelo que - ao contrário dos modelos anteriores - leva em conta o fluxo de calor entre as membranas e o fluido circundante.

p Trabalhos futuros podem ser capazes de usar este modelo de termodinâmica de membrana para otimizar veículos transportadores de drogas com membranas que passam por uma transição de fase no momento desejado durante um procedimento de ultrassom.