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EN BENEFICIO DEL PACIENTE

Cápsulas a escala microscópica, al servicio de la administración selectiva de fármacos

Un equipo internacional dirigido por un investigador de Skoltech ha desarrollado un método de fabricación de microcápsulas de polímeros biodegradables.

Microscopio (Foto. Freepik)
Microscopio (Foto. Freepik)

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01.05.2021 - 00:00

Un equipo internacional dirigido por un investigador de Skoltech ha desarrollado un método de fabricación de microcápsulas de polímeros biodegradables, que se hizo más eficiente al recurrir a una fuente de inspiración inusual: la fabricación tradicional rusa de bolas de masa hervida o pelmeni. Los dos artículos se publicaron en Materials and Design y ACS Applied Materials and Interfaces.

Las cápsulas de tamaño micro, que se pueden adaptar para una variedad de propósitos, han demostrado ser muy útiles en la administración dirigida de medicamentos y otros compuestos bioactivos. Para garantizar un funcionamiento óptimo, estos deben diseñarse y fabricarse con precisión y con formas particulares, ya que las cápsulas no esféricas resultaron ser más eficientes y efectivas que las esféricas.

"La ventaja más importante es que las células biológicas internalizan más fácilmente los objetos no esféricos, sin embargo, este fenómeno aún no se comprende"

"Las cápsulas no esféricas podrían tener una liberación dirigida lateralmente ya que un lado podría degradarse primero y dejar que la carga se libere, también podrían navegar en flujo con un campo magnético. Pero la ventaja más importante es que las células biológicas internalizan más fácilmente los objetos no esféricos, sin embargo, este fenómeno aún no se comprende", ha explicado Gleb Sukhorukov, investigador de Skoltech y la Universidad Queen Mary de Londres, autor principal de los artículos.

En los dos artículos, Sukhorukov y sus colegas describen una forma de crear cápsulas piramidales, rectangulares y en forma de torpedo del tamaño de un micrómetro mediante el uso de litografía blanda. En este método, una plantilla se recubre con un polímero, luego la carga (un medicamento, por ejemplo) se carga sobre el polímero y se sella con una capa superior de polímero, que termina intercalada entre las dos capas. Finalmente, las cápsulas se imprimen en gelatina y se cosechan disolviéndolas en agua.

"El enfoque no solo está inspirado en el proceso de fabricación de pelmeni rusos, sino que de hecho reproduce a nivel de microestructura el truco que nos permite envolver varios componentes en su interior, como proteínas  o componentes naturales saludables", señala Sukhorukov.

En el primer artículo, el equipo demostró dos enfoques, basados ​​en polielectrolitos multicapa y ácido poliláctico, que dieron como resultado cápsulas en forma de torpedo de 7 micrómetros de largo. Estos tenían una alta capacidad de carga, retuvieron bien las moléculas hidrófilas y fueron internalizados por las células sin causar efectos tóxicos. "El método propuesto ofrece una gran flexibilidad para la elección de sustancias activas, independientemente de su solubilidad y peso molecular", escriben los autores.

"El método propuesto ofrece una gran flexibilidad para la elección de sustancias activas, independientemente de su solubilidad y peso molecular"

En el segundo artículo, los investigadores describieron cápsulas piramidales y rectangulares hechas de ácido poliláctico, que tienen un tamaño de aproximadamente 1 y 11 micrómetros, respectivamente. Estas cápsulas demostraron ser lo suficientemente estables para encapsular pequeñas moléculas solubles en agua y retenerlas durante varios días para la administración intracelular posterior y/o servir como depósito para una liberación controlada.

"Hasta ahora creamos las cápsulas a partir de ácido poliláctico y planeamos explorar estos principios con otros polímeros que sufren degradación y, por lo tanto, liberan carga en condiciones específicas como temperatura, enzimas o pH", sentencia Sukhorukov.

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