Plataforma de impresión 3D para fabricar micropartículas con potencial en medicina y biosensores

Investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) y del Tecnológico de Monterrey desarrollaron una plataforma de fabricación basada en emisores electrospray triaxiales impresos en 3D que podría facilitar la producción de micropartículas multicapa para futuras aplicaciones biomédicas. Más que un dispositivo médico en sí, hablamos de una infraestructura de manufactura capaz de generar, de forma uniforme y a escala, microgotas con tres capas líquidas bien definidas que después pueden solidificarse en partículas complejas.

Los emisores triaxiales expulsan simultáneamente tres líquidos no miscibles a través de boquillas concéntricas microscópicas, lo que permite formar gotas con arquitectura por capas. En el terreno biomédico, eso abre la puerta a partículas de liberación controlada de fármacos, donde una capa externa se degrade primero, una segunda module el tiempo de liberación y un núcleo interno transporte el compuesto activo al sitio deseado. El mismo principio también podría aplicarse a biosensores particulados o a materiales diseñados para apoyar procesos de regeneración tisular.

Hasta ahora, construir arreglos miniaturizados de emisores electrospray solía depender de procesos costosos y lentos en cleanrooms de semiconductores. El equipo sustituyó esa ruta por una estrategia de impresión 3D por fotopolimerización en cuba, con la que logró fabricar en una sola etapa arreglos de 16 boquillas en un área de aproximadamente un centímetro cuadrado. Cada arreglo incorpora una red de microcanales tridimensionales helicoidales que distribuyen los fluidos de manera uniforme y ayudan a mantener estable el patrón de pulverización en todas las boquillas.

Según los investigadores, los arreglos impresos generaron gotas multicapa consistentes a escala, una condición indispensable si se piensa en llevar estas partículas a procesos de fabricación de alto rendimiento. El equipo también encontró que la viscosidad del fluido intermedio tiene un papel decisivo en la estabilidad de las microgotas, porque ayuda a preservar el grosor de cada capa.

El estudio también mostró que esta plataforma permite ajustar el grosor de cada capa cambiando el flujo de los líquidos y el voltaje aplicado. Eso abre posibilidades para diseñar partículas mucho más controladas, ya sea para liberar un fármaco en cierto momento, detectar sustancias químicas o desarrollar materiales con comportamiento especial. 

Los pasos siguientes serán refinar aún más el proceso, reducir dimensiones e integrar materiales conductivos o dieléctricos, con la idea de construir arreglos más sofisticados, y ampliar el tipo de partículas y sistemas que esta plataforma pueda producir.