Antes de que el ibuprofeno pueda aliviar su dolor de cabeza, tiene que disolverse en el torrente sanguíneo. El problema es que el ibuprofeno, en su forma nativa, no es particularmente soluble. Sus estructuras rígidas y cristalinas: las moléculas están alineadas como soldados en lista- dificultan la disolución en el torrente sanguíneo. Para superar esto, los fabricantes usan aditivos químicos para aumentar la solubilidad del ibuprofeno y muchas otras drogas, pero esos aditivos también aumentan el costo y la complejidad.
La clave para hacer que las drogas por sí mismas sean más solubles es no darles a los soldados moleculares tiempo para caer en sus estructuras cristalinas, lo que hace que la partícula se desestructura o sea amorfa.
Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard SEAS han desarrollado un nuevo sistema que puede producir nanopartículas amorfas estables en grandes cantidades que se disuelven rápidamente.
Pero eso no es todo. El sistema es tan efectivo que puede producir nanopartículas amorfas a partir de una amplia gama de materiales, incluidos por primera vez, materiales inorgánicos con una alta propensión a la cristalización, como la sal de mesa.
Estas nanopartículas inorgánicas no estructuradas tienen diferentes propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas de sus contrapartes cristalizadas, lo que podría conducir a aplicaciones en campos que van desde la ingeniería de materiales hasta la óptica.
David A. Weitz, profesor de Física y Física Aplicada de Mallinckrodt y miembro asociado de la facultad del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard, describe la investigación en un artículo publicado hoy en Ciencia
"Esta es una manera sorprendentemente simple de hacer nanopartículas amorfas de casi cualquier material", dijo Weitz. "Debería permitirnos explorar rápida y fácilmente las propiedades de estos materiales. Además, puede proporcionar un medio simple para hacer muchosdrogas mucho más utilizables "
La técnica consiste en disolver primero las sustancias en buenos solventes, como agua o alcohol. El líquido se bombea a un nebulizador, donde el aire comprimido que se mueve dos veces la velocidad del sonido rocía las gotas de líquido a través de canales muy estrechos. Es como unrocíe la lata sobre los esteroides. Las gotas se secan completamente entre uno y tres microsegundos desde el momento en que se rocían, dejando atrás la nanopartícula amorfa.
Al principio, la estructura amorfa de las nanopartículas era desconcertante, dijo Esther Amstad, ex becaria postdoctoral en el laboratorio de Weitz y actual profesora asistente en EPFL en Suiza. Amstad es el primer autor del artículo. Luego, el equipo se dio cuenta de que el nebulizadorla velocidad supersónica estaba haciendo que las gotas se evaporaran mucho más rápido de lo esperado.
"Si estás mojado, el agua se evaporará más rápido cuando estés parado en el viento", dijo Amstad. "Cuanto más fuerte sea el viento, más rápido se evaporará el líquido. Aquí funciona un principio similar. Este rápidola velocidad de evaporación también conduce a un enfriamiento acelerado. Al igual que la evaporación del sudor enfría el cuerpo, aquí la velocidad muy alta de evaporación hace que la temperatura disminuya muy rápidamente, lo que a su vez ralentiza el movimiento de las moléculas, retrasando la formación de cristales."
Estos factores evitan la cristalización en nanopartículas, incluso en materiales que son altamente propensos a la cristalización, como la sal de mesa. Las nanopartículas amorfas son excepcionalmente estables frente a la cristalización y duran al menos siete meses a temperatura ambiente.
El siguiente paso, dijo Amstad, es caracterizar las propiedades de estas nuevas nanopartículas amorfas inorgánicas y explorar posibles aplicaciones.
"Este sistema ofrece un control excepcionalmente bueno sobre la composición, estructura y tamaño de las partículas, lo que permite la formación de nuevos materiales", dijo Amstad. "Nos permite ver y manipular las primeras etapas de la cristalización de materiales con un alto espacioy resolución temporal, cuya falta había impedido el estudio en profundidad de algunos de los biomateriales inorgánicos más frecuentes. Este sistema abre la puerta a la comprensión y la creación de nuevos materiales ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :