science >> Wetenschap >  >> Chemie

Biocompatibel binair hologram met mogelijkheden voor medicijnelutie

a) grafische weergave van de werking van een binair hologram als indicator voor geneesmiddelafgifte. Naarmate de geneesmiddelelutie verloopt, corrumperen de far-field-diffractiepatronen op een bepaalde manier die zou kunnen worden gebruikt om de hoeveelheid geëlueerde lading kwalitatief te volgen. b) de belangrijkste stadia van het vervaardigen van dergelijke hologrammen op laboratoriumschaal kwantificeert. De kritieke stappen in het productieproces zijn het verwijderen en invriezen van overtollig poeder. Bevriezing zorgt voor de vorming van condensatie op het oppervlak van de PDMS-mal. Dit condensaat lost de kleine hoeveelheid overtollig poeder op die overblijft na het eerste schuurproces. Deze dunne laag wateroplossing kan gemakkelijk worden verwijderd. Het resultaat is dat er bijna geen overtollig poeder meer tussen de ladingsbits zit dat het verre velddiffractiepatroon zou kunnen aantasten. De fysieke afmetingen van de put in de mal en de fysische en chemische eigenschappen van het geladen poeder bepalen de grootte van een vrachtbit. Verschillende in water oplosbare bioactieve stoffen zoals antibiotica, kleurstoffen enz. kunnen in dit proces worden gebruikt om aan de gewenste behoeften te voldoen. Credit:Arkady S. Abdurashitov, Pavel I. Proshin, Valery V. Tuchinl Gleb Sukhorukov

Holografische apparaten worden gebruikt voor beveiligingsverbetering, entertainment, 3D-weergavetechnologieën en augmented reality en meer. Vanwege hun hoge informatiecapaciteit, het vermogen om lopende externe processen te volgen door veranderingen in het diffractiepatroon te beoordelen, evenals gevestigde en eenvoudige methoden voor hun productie uit verschillende materialen, vinden hologrammen nieuwe toepassingen op verschillende gebieden.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Light:Advanced Manufacturing , heeft een team van wetenschappers, onder leiding van professor Gleb Sukhorukov van Laboratory of Remote Controlled Biomaterials, V. Zelman Center for Neurobiology and Brain Rehabilitation, Skolkovo Institute of Science and Technology, Moskou en collega's een nieuwe productieroutine ontwikkeld voor een toepassing van binaire amplitude-only hologrammen. De voorgestelde DDP-techniek (Direct Drug Printing) werkt met in water oplosbare stoffen, maar kan indien nodig worden aangepast aan andere soorten medicijnen. Numeriek en experimenteel hebben ze het vermogen van het diffractiepatroon aangetoond om de hoeveelheid vracht weer te geven die na een bepaalde tijd in het hologram achterblijft. Dit unieke kenmerk van holografische verpakkingssystemen kan mogelijk worden gebruikt in een breed scala aan taken die monitoring van de hoeveelheid uitgestoten stof vereisen.

"We introduceren een additieve benadering voor het produceren van biocompatibele DOE's met behulp van direct drug printing (DDP). Bio-actieve stoffen worden als vrachtbits warm op het oppervlak van de vlakke polymeerfilm geprint. Ruimtelijke verdeling van vrachtbits vormt de vooraf berekende DOE. In onze benadering heeft de bioactieve stof geen interactie met organische oplosmiddelen en wordt 'as is' op het inerte biopolymeer geplaatst, waardoor er geen veranderingen in het farmacologische effect van het medicijn worden gegarandeerd", schrijven de wetenschappers.

"De resulterende film fungeert als een doorlatend hologram met alleen amplitude. Dit vrachtverpakkingssysteem, dat een duidelijk verre-velddiffractiepatroon creëert wanneer het wordt belicht door een coherente lichtbron, kan zijn plaats vinden in verschillende biomedische problemen. Een directe toepassing van hologrammen van nuttige lading is het volgen van de levensduur van kleurloze inhoud en het meten van de karakteristieke afgiftetijd van actieve stoffen onder verschillende omgevingsomstandigheden. De meest waarschijnlijke toepassing van onze technologie is om de standaard antibioticatestprocedure aan te vullen. Het toevoegen van een visueel kanaal voor het volgen van de medicijnafgifte, wat vereist alleen de aanwezigheid van een coherente lichtbron zal de beoordeling van het effect van het antibioticum aanzienlijk verbeteren en het mogelijk maken om de vrijgavetijd en de hoeveelheid geëlueerde lading visueel te controleren." + Verder verkennen

Eetbare hologrammen kunnen ooit voedsel versieren