La investigación colaborativa entre el Laboratorio de Actuación, Detección y Transporte Biológicos (BAST) de la autoridad de nanorobótica de SMU, MinJun Kim, y la empresa internacional de investigación e ingeniería ARA ha demostrado por primera vez que ciertos recubrimientos químicos, aplicados a micro/nanopartículas, pueden alterar su propulsión de natación dentro de los biológicos. fluidos

La investigación conjunta, «Propulsión de ruptura de simetría espontánea de micropartículas magnéticas recubiertas químicamente», se publicó en Scientific Reports.

El diseño de recubrimientos de superficie especializados para generar propiedades de propulsión específicas proporcionará nuevos enfoques para las estrategias de administración de fármacos, concluye el estudio. Ser capaz de navegar micropartículas rápidamente respaldará el despliegue de medicamentos cuando la velocidad de administración sea crítica para la recuperación del paciente. Además, ser capaz de navegar con precisión estas micropartículas «nadantes» les permitirá viajar a través de fluidos complejos y entornos de tejidos a ubicaciones específicas en el cuerpo humano.

«Gracias a la asociación de SMU, continuaremos ampliando los límites de la investigación en microrrobótica y esperamos compartir nuestro trabajo en curso con la comunidad científica», dijo Louis William Rogowski, investigador principal de microrrobótica en ARA. «Nos sentimos honrados de que nuestra investigación conjunta se publique en Scientific Reports».

Rogowski, Kim y los miembros de su equipo pudieron demostrar que cambiar la química de la superficie de las micropartículas puede cambiar dinámicamente el comportamiento de la propulsión.

«Estamos entusiasmados de ver la viabilidad de micropartículas magnéticas recubiertas químicamente para una navegación precisa en entornos fluídicos corporales», dijo Kim, presidente de Robert C. Womack en la Escuela de Ingeniería Lyle de SMU e investigador principal del laboratorio BAST. «Seguiremos trabajando juntos para desarrollar un nuevo tipo de microrrobótica para sistemas de administración de fármacos dirigidos».

Para este estudio, se aplicaron químicamente biotina, biotina-PEG3-amina y biotina quitosana a la superficie de las micropartículas. Luego, las micropartículas recubiertas se suspendieron en moco sintetizado a partir de mucinas estomacales porcinas (glucoproteínas que se encuentran en el moco) y navegaron con campos magnéticos giratorios utilizando un mecanismo de propulsión de ruptura de simetría espontánea. Los revestimientos superficiales alteraron el comportamiento de propulsión de las micropartículas, dependiendo tanto de las propiedades del campo magnético como de las propiedades del moco localizado.

Los próximos pasos, dicen los investigadores, incluyen recubrir las micropartículas con un compuesto farmacéutico real y medir la absorción en entornos vivos utilizando «enjambres» de micropartículas o examinar las interacciones de la membrana celular. El diseño de recubrimientos de superficie especializados para generar propiedades de propulsión específicas también proporcionará nuevos enfoques para las estrategias de administración de fármacos. Los autores esperan que el estudio aumente el interés en los mecanismos de propulsión basados ​​en micropartículas y ayude a proporcionar innovaciones novedosas para las aplicaciones de administración de fármacos específicos.