Chercheurs de l'Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (SMART), L'entreprise de recherche du MIT à Singapour, et l'Université nationale de Singapour (NUS) ont développé une méthode unique pour générer et traiter des gouttelettes de fluide dans des conditions auparavant inaccessibles. La découverte peut être transformatrice dans une gamme d'applications scientifiques, y compris l'étude des processus biologiques et chimiques, et peut ouvrir la voie à des produits pharmaceutiques et de consommation plus exquis et ciblés.

Le nouveau processus est expliqué dans un article intitulé "Embedded droplet Printing in yield-stress fluids", publié dans la prestigieuse revue, Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique ( PNAS ).

Dr Arif Zainuddin Nelson, chercheur dans le cadre du projet SMART et Intra-CREATE Fabrication avancée de produits pharmaceutiques à l'aide de processus microfluidiques modulaires, a dirigé le développement de la nouvelle méthode, qui est le premier du genre à tirer parti des fluides à limite d'élasticité pour créer les conditions idéales pour l'expérimentation, le traitement ou l'observation des échantillons. En utilisant l'approche d'impression par gouttelettes intégrée, l'équipe de recherche a pu produire des particules chargées de drogue en suspension et parfaitement sphériques. La nouvelle approche évite les malformations qui sont courantes dans les méthodes conventionnelles, qui produisent des particules de forme ovoïde et entraînent une mauvaise fluidité lors de la fabrication de médicaments.

"Nous avons développé un ensemble d'outils qui nous permet d'observer et de traiter de nombreuses applications différentes selon cette méthode unique, y compris les réactions chimiques et biologiques, " a déclaré le professeur NUS Saif Khan, qui fait également partie de l'équipe de recherche. « La pharmacie n'est qu'un des domaines où cela pourrait produire des résultats transformateurs, c'est là que se concentre notre travail. Nous pourrions changer la façon dont les médicaments sont fabriqués, les formuler d'une manière qui améliore la qualité, révolutionner la façon dont les médicaments existants sont pris par les patients, et imaginer des médicaments entièrement nouveaux qui ne peuvent pas être fabriqués aujourd'hui."

La méthode d'impression de gouttelettes intégrées, qui peut également être utilisé pour modifier la taille et le dosage des médicaments existants, serait particulièrement utile pour concevoir des médicaments à haute puissance qui doivent être pris à très petites doses, tels que les médicaments pris par les patients atteints de cancer. Cela peut également conduire à une médecine plus adaptée, car le nouveau processus faciliterait le développement de petits lots de médicaments spécialisés pour des patients spécifiques.

"A l'exception d'aller dans l'espace pour être en apesanteur, cette méthode est le seul moyen d'obtenir un environnement où divers processus peuvent être observés dans un état aussi isolé, " a déclaré le Dr Nelson. " Cependant, atteindre un état d'apesanteur est prohibitif, et nous avons créé un processus considérablement plus simple et moins cher pour obtenir un environnement unique où les processus chimiques et biologiques ne sont pas perturbés par les forces extérieures. »

Pour les produits pharmaceutiques, Le nouveau procédé microfluidique d'Intra-CREATE permettrait de contourner les coûts d'investissement pour la formation de médicaments de haute qualité, conduisant à des médicaments potentiellement moins chers, également. Le processus microfluidique peut également permettre une gamme d'autres applications en dehors de la fabrication de médicaments, comprenant:

• Test d'antibiotiques :des colonies de bactéries peuvent être cultivées dans chaque gouttelette individuelle. Les antibiotiques et les dosages peuvent être testés sur chaque gouttelette pour fournir rapidement aux médecins et aux chercheurs un aperçu des antibiotiques et des remèdes potentiels. L'environnement unique permet la manipulation des gouttelettes d'une manière qui pourrait simuler des infections
• Chambres de réaction chimique intégrées :les systèmes microfluidiques sont capables de gérer un débit élevé de petits volumes précis de réactifs. Le nouveau procédé permet un environnement amélioré pour les réactions chimiques en supprimant les limites solides, et peut être utilisé pour la production de nanoparticules
  

Co-auteur de l'article de recherche, Professeur du MIT Patrick Doyle, mentionné, « Le nouveau procédé microfluidique peut changer la donne dans une gamme d'expérimentations scientifiques, et la généralité et le large impact de cette méthode n'auraient pas pu être atteints sans la collaboration de SMART et de NUS."