科学者が生物活性物質の効率的なスプレー技術を開発

Jun 29, 2023

ラトガースの科学者たちは、さまざまな医療製品用の生物学的に活性な物質のコーティングを作成するための高精度の方法を考案しました。 このような技術は、注射不要のワクチン接種を含む経皮薬の新時代への道を開く可能性があると研究者らは述べた。

Nature Communications に執筆、研究者新しいアプローチについて説明しました工業用スプレーコーティングプロセスであるエレクトロスプレー蒸着まで。 基本的に、ラトガースの科学者は、スプレーゾーン内のターゲット領域と、堆積される微細粒子の電気的特性をより適切に制御する方法を開発しました。 これら 2 つの特性をより適切に制御できるということは、より多くのスプレーが微細なターゲットに当たる可能性が高いことを意味します。

エレクトロスプレー蒸着では、メーカーはバイオ医薬品などの流動する液体に高電圧を印加して、液体を微粒子に変換します。 これらの液滴はそれぞれ、ターゲット領域に移動するときに蒸発し、元の溶液から固体の沈殿物が堆積します。

「多くの人がエレクトロスプレー蒸着を効率的な方法だと考えていますが、経皮パッチのマイクロニードルアレイなど、スプレーよりも小さいターゲットには通常、その適用は機能しません」と機械学科のジョナサン・シンガー准教授は述べた。ラトガース工学大学院で航空宇宙工学を専攻し、研究の著者でもあります。 「現在の方法では効率が約 40% しか達成できません。 しかし、私たちが開発した高度なエンジニアリング技術により、統計的に 100% と区別できない効率を達成することができます。」

コーティングは、さまざまな医療用途においてますます重要になっています。 これらは、ステント、除細動器、ペースメーカーなど、体内に埋め込まれる医療機器に使用されます。 そして、経皮パッチなどの生物学的製剤を使用した新製品にも、より頻繁に使用され始めています。

薬剤やワクチンなどの先進的な生物学的材料または「生物活性」材料は、特に材料が無駄になった場合、製造コストが高くなる可能性があり、患者が所定の治療を受けられるかどうかが大幅に制限される可能性があります。

「私たちは、分析化学の十分に確立された方法であるエレクトロスプレー蒸着を、生物医学的に活性なコーティングを作成するための効率的なアプローチに組み込むことができるかどうかを評価しようとしていました」とシンガー氏は語った。

研究者らは、生物活性材料を使用した医療機器の製造においてエレクトロスプレー蒸着をより魅力的なものにする鍵となるのは、より高い効率である可能性があると述べた。

「100パーセントの効率で堆積できるということは、材料が無駄にならないことを意味し、この方法でデバイスやワクチンをコーティングできるようになります」と材料科学工学科の博士課程の学生で、論文の筆頭著者であるサラ・パーク氏は述べた。紙。 「今後の取り組みにより、互換性のある材料の範囲が拡大し、この高効率アプローチによる材料供給率が向上すると予想しています。」

さらに、ディップコーティングやインクジェット印刷など、製造で使用される他のコーティング技術とは異なり、新しいエレクトロスプレー蒸着技術は「ファーフィールド」として特徴付けられており、これはスプレー源の高精度な位置決めを必要としないことを意味すると研究者らは述べた。 。 その結果、大量生産技術を採用するために必要な設備はより手頃な価格になり、設計も容易になります。

この研究に参加した他のラトガース大学の科学者には、ジェリー・シャン教授とハオ・リン教授、元博士課程の学生リン・レイ氏（現在重慶交通大学）とエムラン・ラロー氏（現在ジェネワン・ライフサイエンス社）、そして元学部生のダレル・ドゥスーザ氏が含まれている。機械航空宇宙工学科の卒業生。 生体医工学科のデビッド・シュライバー教授とジェフリー・ザーン教授、博士課程の学生マリア・アザンポウ、元博士課程の学生エミリー・ディマルティニ。 この研究は GeneOne Life Science, Inc. の支援を受けました。

- このプレスリリースはもともとラトガース大学のウェブサイトに掲載されたものです