과학자들이 생체 활성 물질을 위한 효율적인 스프레이 기술을 개발하다

Jun 29, 2023

Rutgers 과학자들은 다양한 의료 제품을 위한 생물학적 활성 물질의 코팅을 만드는 매우 정확한 방법을 고안했습니다. 이러한 기술은 주사 없는 예방접종을 포함해 경피 약물치료의 새로운 시대를 여는 길을 열 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

Nature Communications에 집필, 연구원새로운 접근 방식을 설명했습니다. 산업용 스프레이 코팅 공정인 전기분무 증착(Electrospray Deposition)까지. 기본적으로 Rutgers 과학자들은 스프레이 영역 내의 대상 영역과 침전되는 미세 입자의 전기적 특성을 더 잘 제어하는 ​​방법을 개발했습니다. 이 두 가지 특성의 더 큰 명령은 더 많은 스프레이가 미세한 목표에 닿을 가능성이 있음을 의미합니다.

전기분무 증착에서 제조업체는 바이오의약품과 같은 흐르는 액체에 고전압을 가하여 이를 미세한 입자로 변환합니다. 각각의 물방울은 목표 영역으로 이동하면서 증발하여 원래 용액에서 고체 침전물을 쌓습니다.

"많은 사람들이 전기분무 증착을 효율적인 방법으로 생각하지만, 이를 적용하는 것은 일반적으로 경피 패치의 미세바늘 배열과 같이 스프레이보다 작은 대상에는 효과가 없습니다."라고 기계학과 조교수인 Jonathan Singer가 말했습니다. Rutgers 공과 대학의 항공 우주 공학 및 연구 저자입니다. “현재 방법은 효율성이 약 40%에 불과합니다. 그러나 우리가 개발한 고급 엔지니어링 기술을 통해 통계적으로 100%와 구별할 수 없는 효율성을 달성할 수 있습니다.”

코팅은 다양한 의료 응용 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 스텐트, 제세동기, 심장박동기 등 신체에 이식하는 의료기기에 사용됩니다. 그리고 경피 패치와 같이 생물학적 제제를 사용하는 신제품에 더 자주 사용되기 시작했습니다.

약물이나 백신과 같은 첨단 생물학적 또는 "생리활성" 재료는 생산 비용이 많이 들 수 있으며, 특히 재료 중 하나라도 낭비되는 경우 환자가 특정 치료를 받을 수 있는지 여부가 크게 제한될 수 있습니다.

Singer는 "우리는 분석 화학에서 잘 확립된 방법인 전기분무 증착이 생체의학적 활성 코팅을 만드는 효율적인 접근 방식으로 만들어질 수 있는지 평가하려고 했습니다"라고 말했습니다.

생체 활성 물질을 사용하는 의료 기기 제조에 있어 전기분무 증착을 더욱 매력적으로 만드는 데는 더 높은 효율성이 핵심이 될 수 있다고 연구진은 말했습니다.

"100% 효율로 증착할 수 있다는 것은 어떤 재료도 낭비되지 않는다는 것을 의미하며, 장치나 백신을 이런 방식으로 코팅할 수 있다는 것을 의미합니다."라고 재료공학과 박사과정 학생이자 제1저자인 박 사라(Sarah Park)는 말했습니다. 종이. "우리는 향후 작업을 통해 호환 가능한 재료의 범위와 이 고효율 접근 방식의 재료 전달 속도가 확대될 것으로 기대합니다."

또한 딥 코팅이나 잉크젯 프린팅 등 제조에 사용되는 다른 코팅 기술과 달리 새로운 전기분무 증착 기술은 '원거리장'이라는 특징이 있는데, 이는 스프레이 소스의 매우 정확한 위치 지정이 필요하지 않다는 의미라고 연구진은 말했습니다. . 결과적으로, 대량 생산 기술을 적용하는 데 필요한 장비는 더 저렴하고 설계하기가 더 쉬울 것입니다.

이 연구에 참여한 다른 Rutgers 과학자로는 Jerry Shan 교수와 Hao Lin 교수, 전 박사 과정 학생 Lin Lei(현재 Chongqing Jiaotong University 재직 중), Emran Lallow(현재 GeneOne Life Science, Inc. 재직 중), 전 학부생 Darrel D'Souza 등이 있습니다. 기계항공공학과; 그리고 David Shreiber 교수와 Jeffrey Zahn 교수, 박사 과정 학생 Maria Atzampou, 전 박사 과정 학생 Emily DiMartini, 모두 생의학 공학과 소속입니다. 본 연구는 진원생명과학(주)의 지원을 받았습니다.

- 이 보도자료는 원래 Rutgers University 웹사이트에 게재되었습니다.