Onderzoekers van de Universiteit van Sevilla, in samenwerking met de Universiteit van Nottingham, zijn erin geslaagd om het eerste beeld te creëren van nanodeeltjes van gestabiliseerd goud met biologisch afbreekbare en biocompatibele systemen die zijn verkregen met 3D-printtechnieken. De afbeelding die voor deze test werd gekozen, was het logo van de Universiteit van Sevilla.

Deze prestatie zal toepassingen hebben in de farmaceutische industrie, zoals bij de bereiding van biocompatibele biosensoren op basis van goud, waarvan al is aangetoond dat ze effectief zijn bij de detectie van kankerverwekkende cellen en biomarkers voor tumoren. In recente jaren, additieve productie, ook algemeen bekend als 3D-printen, is erkend als de ideale technologie voor toepassingen die ingewikkelde geometrieën of personalisatie vereisen. De productie op basis van lagen zal de algemene productiekosten in kleine batches verlagen in vergelijking met traditionele productiemethoden. Dit heeft de aandacht getrokken van de farmaceutische industrie, die een toegangspoort kan zijn tot de totale personalisatie van de behandeling met deze technologie.

Het onderzoek was gericht op de techniek genaamd inkjetprinten. Deze techniek biedt voordelen zoals een hoge resolutie en de mogelijkheid om meer dan één materiaal te printen tijdens hetzelfde drukproces. Met behulp van deze techniek, de onderzoekers hebben de fabricage voorgesteld van systemen die mogelijk kunnen worden gebruikt als gepersonaliseerde biosensoren op basis van de geleidbaarheid en biocompatibiliteit van goud.

Momenteel, bestaande gouden inkten voor inkjetprinten zijn gebaseerd op nanodeeltjes van dit metaal, maar ze zijn zeer onstabiel, omdat ze gemakkelijk aan elkaar binden en moeilijk te printen zijn. Om die reden, de ontwikkeling van stabiele gouden inkten die gemakkelijk te bedrukken zijn, is van onschatbare waarde geweest.

Het team werd geleid door Ana Alcudia Cruz, van de afdeling Organische en Farmaceutische Chemie van de faculteit Farmacie van de Universiteit van Sevilla, in samenwerking met de groep onder leiding van Rafael Prado Gotor van de afdeling Fysische Chemie, van de scheikundefaculteit van de universiteit van Sevilla, en Ricky Wilman, van de Universiteit van Nottingham (Verenigd Koninkrijk). Voor de eerste keer, het is erin geslaagd om polymeren (polyurethanen) met een kamstructuur te gebruiken, die het team heeft ontwikkeld, om minuscule gouden nanodeeltjes te genereren met een extreem hoge stabiliteit en in de loop van de tijd getest.

Daartoe, verschillende polymeren werden bereid uit arabinose, een suiker die gemakkelijk in de natuur te verkrijgen is en die het materiaal totale biocompatibiliteit en biologische afbreekbaarheid geeft, waardoor vervuilende residuen worden vermeden die worden gegenereerd door de traditionele polymeren die van olie zijn afgeleid.

Voor de eerste keer, dit type polymeer is gebruikt voor de bereiding van gouden nanodeeltjes. Deze nanodeeltjes, verkregen uit drie verschillende chemisch gefunctionaliseerde polymeren, bleek klein genoeg (maximaal 10 nm) om met inkjetprinten te kunnen printen en was stabiel voor een periode van minimaal zes maanden. Nadat de bedrukbaarheid van elke inkt was getest, datgene met de beste balans van eigenschappen werd geselecteerd en gebruikt om het logo van onze universiteit af te drukken. Op de afbeelding, verkregen door TOF-SIMS, het goud kan worden waargenomen (in het geel), die de omtrek van het logo vormt, op een polymeerachtergrond (in blauw). Dit is het eerste beeld van gouden nanodeeltjes die zijn gestabiliseerd met biologisch afbreekbare en biocompatibele systemen die zijn verkregen via 3D-printtechnieken.