Des dispositifs imprimés en 3D pourraient rationaliser la production de microparticules de délivrance de médicaments
Des chercheurs du MIT ont conçu un modèle économique de buses électroniques spécialisées, appelées émetteurs électrospray triaxiaux, qui pourraient permettre de fabriquer efficacement et à grande échelle des particules de délivrance de médicaments à libération prolongée ou des matériaux auto-réparateurs.
Les émetteurs électrospray triaxiaux utilisent l’électricité pour distribuer avec précision trois liquides à partir de buses microscopiques, générant un flux constant avec trois couches fluides distinctes. Ces liquides forment des gouttelettes multicouches, qui peuvent se solidifier en microparticules stratifiées. Par exemple, un réseau d’émetteurs électrospray triaxiaux peut produire des nanoparticules de délivrance de médicaments à trois couches, où la couche externe pourrait s’éroder lentement dans l’estomac, révélant un second matériau qui contrôle la libération d’un matériau central, délivrant ainsi le médicament à une zone spécifique de l’intestin.
La fabrication d’une petite matrice d’émetteurs électrospray nécessite généralement des processus de microfabrication coûteux et chronophages dans des salles blanches de semi-conducteurs, ce qui limite leur utilisation. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs du MIT ont imprimé en 3D des matrices d’émetteurs électrospray triaxiaux comportant 16 buses dans une surface d’environ un centimètre carré. Chaque dispositif contient un réseau complexe de microcanaux tridimensionnels qui alimentent uniformément les buses en liquide.
Leur processus de fabrication en une seule étape ne prend que quelques heures pour produire des matrices d’émetteurs complexes. Lors des tests, les matrices imprimées en 3D ont généré des gouttelettes à trois couches uniformes à grande échelle, une uniformité essentielle pour la fabrication à haut débit de microparticules stratifiées, utilisées dans des applications telles que des biosenseurs détectant des substances chimiques ou des cellules artificielles pour aider à la régénération des tissus.
Luis Fernando Velásquez-García, chercheur principal au sein des Laboratoires de Technologie des Microsystèmes (MTL) du MIT, souligne que « nous ne pouvions pas fabriquer un dispositif comme celui-ci dans une salle blanche de semi-conducteurs. Cela n’est possible que parce qu’ils sont imprimés en 3D ». Il ajoute que les particules générées par ces dispositifs peuvent avoir un impact significatif dans de nombreuses applications, et exprime le souhait de « démocratiser cette technologie pour que ses avantages touchent un plus grand nombre de personnes ».
Les chercheurs ont utilisé une technique d’impression 3D appelée photopolymérisation par cuve, qui utilise la lumière pour solidifier des couches extrêmement fines de résine liquide, permettant de fabriquer des dispositifs complexes une couche à la fois. Cette méthode précise a permis d’imprimer des couches de seulement 25 micromètres de hauteur, une fraction de la largeur d’un cheveu humain.
À l’avenir, les chercheurs souhaitent continuer à affiner leur processus de fabrication et leurs conceptions pour atteindre des dimensions encore plus petites et intégrer des matériaux conducteurs ou diélectriques dans les dispositifs afin de créer des matrices d’émetteurs électrospray plus avancées.
Cette recherche a bénéficié, en partie, du programme de nanotechnologie du Tecnológico de Monterrey – MIT.
Source : MIT News
