Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego desarrollaron una nueva tecnología que utiliza un campo eléctrico oscilante para aislar de manera fácil y rápida las nanopartículas de la sangre que suministran medicamentos. La tecnología podría servir como una herramienta general para separar y recuperar nanopartículas de otros fluidos complejospara aplicaciones médicas, ambientales e industriales.
Las nanopartículas, que generalmente son mil veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, son difíciles de separar del plasma, el componente líquido de la sangre, debido a su pequeño tamaño y baja densidad. Los métodos tradicionales para eliminar nanopartículas de las muestras de plasma generalmenteimplican diluir el plasma, agregar una solución de azúcar de alta concentración al plasma y girarlo en una centrífuga, o unir un agente de direccionamiento a la superficie de las nanopartículas. Estos métodos alteran el comportamiento normal de las nanopartículas o no se pueden aplicar a algunos delos tipos de nanopartículas más comunes.
"Este es el primer ejemplo de aislar una amplia gama de nanopartículas del plasma con una cantidad mínima de manipulación", dijo Stuart Ibsen, becario postdoctoral en el Departamento de Nanoingeniería de la Universidad de California en San Diego y primer autor del estudio publicado en octubreen el diario pequeño . "Hemos diseñado una técnica muy versátil que se puede utilizar para recuperar nanopartículas en muchos procesos diferentes".
Esta nueva tecnología de separación de nanopartículas permitirá a los investigadores, particularmente a aquellos que diseñan y estudian las nanopartículas de administración de fármacos para terapias de enfermedades monitorear mejor lo que sucede con las nanopartículas que circulan en el torrente sanguíneo del paciente. Una de las preguntas que enfrentan los investigadores es cómo la sangreLas proteínas se unen a las superficies de las nanopartículas de suministro de medicamentos y las hacen menos efectivas. Los investigadores también podrían usar esta tecnología en la clínica para determinar si la química sanguínea de un paciente en particular es compatible con las superficies de ciertas nanopartículas de suministro de medicamentos.
"Estábamos interesados en una forma rápida y fácil de sacar estas nanopartículas del plasma para poder descubrir qué está sucediendo en sus superficies y rediseñarlas para que funcionen de manera más efectiva en la sangre", dijo Michael Heller, profesor de nanoingeniería en elUC San Diego Jacobs School of Engineering y autor principal del estudio.
El dispositivo utilizado para aislar las nanopartículas de suministro de fármacos era un chip eléctrico del tamaño de una moneda de diez centavos fabricado por Biological Dynamics, con sede en La Jolla, que autorizó la tecnología original de UC San Diego. El chip contiene cientos de electrodos diminutos que generan una oscilación rápidacampo eléctrico que extrae selectivamente las nanopartículas de una muestra de plasma. Los investigadores insertaron una gota de plasma enriquecida con nanopartículas en el chip eléctrico y demostraron la recuperación de nanopartículas en 7 minutos. La tecnología funcionó en diferentes tipos de nanopartículas de suministro de fármacos que generalmente se estudian envarios laboratorios
El avance en la tecnología se basa en el diseño de un chip que puede funcionar en la alta concentración de sal del plasma sanguíneo. La capacidad del chip para extraer las nanopartículas del plasma se basa en las diferencias en las propiedades del material entre las nanopartículas y los componentes del plasma.los electrodos del chip aplican un campo eléctrico oscilante, las cargas positivas y negativas dentro de las nanopartículas se reorientan a una velocidad diferente a las cargas en el plasma circundante. Este desequilibrio momentáneo en las cargas crea una fuerza atractiva entre las nanopartículas y los electrodos.el campo eléctrico oscila, las nanopartículas son continuamente arrastradas hacia los electrodos, dejando atrás el resto del plasma. Además, el campo eléctrico está diseñado para oscilar a la frecuencia correcta: 15,000 veces por segundo.
"Es sorprendente que este método funcione sin modificaciones en las muestras de plasma o en las nanopartículas", dijo Ibsen.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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