Investigadores del MIT han desarrollado dispositivos 3D de bajo costo que utilizan tecnología de electrospray para producir eficientemente micropartículas de liberación controlada de medicamentos, mejorando la fabricación a gran escala.
Investigadores del MIT han presentado un diseño de bajo costo para boquillas electrónicas especializadas, conocidas como emisor electrospray triaxial, que podrían revolucionar la fabricación de partículas de liberación controlada para fármacos y materiales auto-reparables. Esta innovación promete una producción eficiente y a gran escala.
Los emisores triaxiales emplean electricidad para dispensar con precisión tres líquidos desde boquillas microscópicas, generando un flujo constante con capas fluidas distintas. Este método permite crear gotas multicapa que se solidifican en micropartículas estratificadas. Por ejemplo, un conjunto de estos emisores puede producir nanopartículas de fármacos que liberan su contenido en áreas específicas del intestino, lo que mejora la eficacia del tratamiento.
A diferencia de los métodos tradicionales que requieren costosos procesos de microfabricación en salas limpias semiconductoras, el equipo del MIT ha logrado imprimir en 3D matrices de emisores triaxiales con 16 boquillas en un área aproximada a un centímetro cuadrado. Este enfoque simplifica la producción, permitiendo obtener complejas estructuras en solo unas horas.
Las pruebas realizadas han demostrado que las matrices impresas generan gotas uniformes y multicapa a gran escala, lo cual es fundamental para la manufactura eficiente de micropartículas utilizadas en biosensores o células artificiales destinadas a la regeneración tisular. Luis Fernando Velásquez-García, científico principal del MTL del MIT y autor principal del estudio, destaca: “No podríamos fabricar un dispositivo así en una sala limpia de semiconductores; esto solo es posible gracias a la impresión 3D”.
La técnica electrospray permite aplicar un alto voltaje al líquido mientras sale por el nozzle, produciendo una corriente constante de diminutas gotas. Los dispositivos triaxiales contienen arreglos de tres boquillas concéntricas que emiten simultáneamente tres líquidos no miscibles, creando gotas compuestas con capas diferenciadas. Esto resulta particularmente útil para desarrollar partículas biosensitivas que incorporen múltiples marcadores químicos.
A medida que los investigadores continúan refinando su proceso de fabricación y diseño, buscan lograr dimensiones aún más pequeñas e integrar materiales conductivos o dieléctricos en sus dispositivos. Este avance podría tener un impacto significativo en diversas aplicaciones científicas y empresariales.
El trabajo fue realizado en colaboración con el Instituto Tecnológico de Monterrey y se publicó recientemente en Virtual and Physical Prototyping.
Los emisores electrospray triaxiales son dispositivos que utilizan electricidad para dispensar tres líquidos simultáneamente desde boquillas microscópicas, generando gotas con múltiples capas. Esto permite la fabricación eficiente de partículas de entrega de medicamentos o materiales autoconstructivos.
La impresión 3D permite fabricar arrays de emisores electrospray de forma rápida y a bajo costo, superando las limitaciones de los procesos tradicionales que requieren salas limpias y microfabricación costosa. Este método facilita la creación de geometrías complejas en un tiempo reducido.
Las micropartículas generadas pueden ser utilizadas en diversas aplicaciones, como biosensores para detectar sustancias químicas o en células artificiales que ayudan en la regeneración de tejidos, así como en sistemas de liberación controlada de medicamentos.