Une équipe internationale dirigée par un chercheur de Skoltech a développé une méthode de fabrication de microcapsules polymères biodégradables, rendu plus efficace en se tournant vers une source d'inspiration inhabituelle - la boulette russe traditionnelle, ou pelmeni, fabrication. Les deux articles ont été publiés en Matériaux et conception et Matériaux et interfaces appliqués ACS .

Capsules micro-dimensionnées, qui peut être adapté à une variété d'objectifs, se sont avérés très utiles dans l'administration ciblée de médicaments et d'autres composés bioactifs. Pour assurer un fonctionnement optimal, ceux-ci doivent être conçus et fabriqués avec précision et dans des formes particulières, car les capsules non sphériques se sont avérées plus efficientes et efficaces que les capsules sphériques.

"Les capsules non sphériques pourraient avoir une libération dirigée latéralement car un côté pourrait se dégrader en premier et laisser la cargaison se libérer, ils pourraient également être navigués en flux avec un champ magnétique. Mais l'avantage le plus important est que les cellules biologiques intériorisent plus facilement les objets non sphériques, cependant, ce phénomène n'est pas encore compris, " Gleb Sukhorukov de Skoltech et de l'Université Queen Mary de Londres, l'auteur principal des articles, explique.

Dans les deux journaux, Sukhorukov et ses collègues décrivent un moyen de créer une pyramide de taille micrométrique, capsules rectangulaires et en forme de torpille en utilisant la lithographie douce. Dans cette méthode, un gabarit est enduit d'un polymère, puis une cargaison (une drogue, par exemple) est chargé sur le polymère et scellé par une couche supérieure de polymère, se retrouver pris en sandwich entre les deux couches. Les capsules sont ensuite imprimées sur de la gélatine et récoltées en la dissolvant dans l'eau.

"L'approche n'est pas seulement inspirée du processus de fabrication des pelmeni russes, mais en fait reproduit vraiment au niveau de la microstructure l'astuce qui nous permet d'envelopper divers composants à l'intérieur, comme des protéines (viande dans des pelmeni appropriés) ou des composants naturels sains (comme des baies ou de la purée de pommes de terre en cas de vareniki, un produit similaire), ", note Sukhoroukov.

Dans le premier article, l'équipe a démontré deux approches, à base de multicouche de polyélectrolyte et d'acide polylactique, qui a abouti à des capsules en forme de torpille de 7 micromètres de long. Ceux-ci avaient une capacité de chargement élevée, retenaient bien les molécules hydrophiles et étaient internalisées par les cellules sans provoquer d'effets toxiques. « La méthode proposée offre une grande flexibilité pour le choix des substances actives, indépendamment de leur solubilité et de leur poids moléculaire, " écrivent les auteurs.

Dans le deuxième article, les chercheurs ont décrit des capsules pyramidales et rectangulaires en acide polylactique, qui mesurent respectivement environ 1 et 11 micromètres. Ces capsules se sont avérées suffisamment stables pour encapsuler de petites molécules hydrosolubles et les retenir pendant plusieurs jours pour une délivrance intracellulaire ultérieure et/ou servir de dépôt pour une libération contrôlée.

"Jusqu'à présent, nous avons créé les capsules à partir d'acide polylactique, et nous prévoyons d'explorer ces principes avec d'autres polymères qui subissent une dégradation et donc la libération de la cargaison dans des conditions spécifiques telles que la température, enzymes, pH et ainsi de suite, ", dit Sukhoroukov.