Учёные из MIT создали 3D-печатные микрофорсунки для высокоточной доставки лекарств

Исследователи из MIT представили экономичный способ 3D-печати миниатюрных электронных эмиттеров. Эта технология открывает перспективы для создания высокотехнологичных лекарственных препаратов с контролируемой доставкой и «умных» материалов, способных к регенерации.

Речь идет о внедрении трёхосевых электроспрей-систем (triaxial electrospray emitters). Эти устройства используют электрическое поле для одновременной подачи трех не смешивающихся друг с другом жидкостей по системе микроканалов, создавая капли с уникальной трехслойной структурой.

Подобная многослойность позволяет наделить каждый компонент микрочастицы специфической задачей: например, внешняя оболочка может защищать препарат от желудочного сока, промежуточный слой — отвечать за пролонгированное высвобождение, а внутренний — гарантировать адресную доставку активного вещества в целевой отдел ЖКТ.

Ранее подобные разработки сдерживались необходимостью применения полупроводниковых технологий и обязательным условием работы в стерильных помещениях («чистых комнатах»), что делало процесс производства непомерно дорогим и затрудняло масштабирование.

Специалисты MIT предложили альтернативное решение — печать массивов таких эмиттеров на 3D-принтере. Разработанный ими модуль площадью всего в 1 см² вмещает 16 форсунок, объединенных сложной системой внутренних 3D-каналов, обеспечивающих равномерное распределение жидкостей.

Вместо трудоемких многоэтапных методик команда задействовала технологию фотополимеризации в ванне, где ультрафиолетовое излучение послойно отверждает смолу. Весь комплексный массив устройства изготавливается всего за несколько часов.

Толщина каждого слоя конструкции составляет около 25 микрометров, а встроенные спиральные каналы гарантируют стабильный напор жидкости на всех выходах, что необходимо для создания качественных однородных капель.

Практические тесты подтвердили надежность 3D-печатных систем в создании идентичных трехслойных микроструктур, что критически важно для медицины, биосенсорики и регенеративной инженерии. В MIT подчеркивают, что такая сложная геометрия практически невыполнима при стандартных методах микроэлектронного производства, что делает аддитивные технологии ключом к прорыву в этой области.

В случае успешного масштабирования этот метод значительно удешевит и упростит создание инновационных микрочастиц, выведя сложные медицинские технологии из рамок экспериментальных лабораторий в сферу массового производства.

Источник: iXBT