Une équipe internationale dirigée par un chercheur de Skoltech a mis au point une méthode de fabrication de microcapsules de polymère biodégradable, rendue plus efficace en se tournant vers une source d’inspiration inhabituelle – la fabrication de boulettes russes traditionnelles, ou pelmeni. Les deux articles ont été publiés dans Matériaux et design et Matériaux appliqués et interfaces ACS.
Des capsules de taille micro, qui peuvent être adaptées à une variété d’objectifs, se sont révélées très utiles dans l’administration ciblée de médicaments et d’autres composés bioactifs. Pour assurer un fonctionnement optimal, celles-ci doivent être conçues et fabriquées avec précision et dans des formes particulières, car les capsules non sphériques se sont avérées plus efficaces et efficaces que les capsules sphériques.
« Les capsules non sphériques pourraient avoir une libération dirigée latérale car un côté pourrait se dégrader en premier et laisser la cargaison se libérer, elles pourraient également être naviguées en flux avec un champ magnétique. Mais l’avantage le plus important est que les cellules biologiques internalisent plus facilement les objets non sphériques, cependant, ce phénomène n’est pas encore compris », explique Gleb Sukhorukov de Skoltech et de l’Université Queen Mary de Londres, l’auteur principal des articles.
Dans les deux articles, Soukhoroukov et ses collègues décrivent un moyen de créer des capsules de taille micrométrique, rectangulaires et en forme de torpille en utilisant la lithographie douce. Dans ce procédé, un gabarit est enduit d’un polymère, puis la cargaison (un médicament, par exemple) est chargée sur le polymère et scellée par une couche supérieure de polymère, finissant 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 reproduit en fait 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). «
Gleb Sukhorukov de Skoltech
Dans le premier article, l’équipe a démontré deux approches, basées sur la multicouche polyélectrolyte et l’acide polylactique, qui ont abouti à des capsules en forme de torpille de 7 micromètres de long. Ceux-ci avaient une capacité de charge élevée, retenaient bien les molécules hydrophiles et étaient internalisés par les cellules sans provoquer d’effets toxiques. «La méthode proposée offre une grande flexibilité pour le choix des substances actives, quels que soient leur solubilité et 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 révélées suffisamment stables pour encapsuler de petites molécules solubles dans l’eau et pour les retenir pendant plusieurs jours pour une administration 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, les enzymes, le pH, etc. », explique Sukhorukov.
La source:
Institut des sciences et technologies de Skolkovo (Skoltech)
Référence du journal:
Kudryavtseva, V et coll. (2021) « pelmeni » de taille micro – Un aperçu de l’approche de microencapsulation universelle. Matériaux et design. doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109527.