La fabrication de microparticules complexes et multicouches destinées à l’administration ciblée de médicaments constitue depuis longtemps un défi en biotechnologie. La production conventionnelle de ces buses électroniques spécialisées nécessitait de passer des jours dans une salle blanche de haute technologie dédiée aux semi-conducteurs. Grâce à une avancée de chercheurs du MIT, cela pourrait changer en exploitant la puissance de prototypage rapide de l’impression 3D avancée.
MIT News rapporte que des scientifiques ont conçu et produit avec succès des émetteurs d’électropulvérisation triaxiaux à faible coût capables de fabriquer efficacement à grande échelle des particules à trois couches. Ces dispositifs miniatures, dont les dimensions sont à peine supérieures à celles d’une pièce de un cent américain, intègrent 16 microbuses sur un seul centimètre carré. Chaque buse utilise l’électricité pour distribuer simultanément avec précision trois liquides distincts non miscibles, formant des gouttelettes parfaitement imbriquées qui se solidifient en médicaments à libération prolongée ou en matériaux autoréparants.
Ce qui rend cette réalisation remarquable, c’est qu’elle contourne entièrement la microfabrication standard. L’équipe s’est appuyée sur une technique d’impression 3D de haute précision appelée photopolymérisation en cuve, construisant le dispositif couche par couche avec une résolution de seulement 25 micromètres. Cela lui a permis de construire un réseau interne complexe de microcanaux hélicoïdaux en spirale qui répartissent les fluides uniformément sans s’obstruer.
« Nous ne pouvions pas fabriquer un dispositif comme celui-ci dans une salle blanche pour semi-conducteurs. Cela n’est possible que parce qu’ils sont imprimés en 3D », a déclaré Luis Fernando Velásquez-García, chercheur principal aux Microsystems Technology Laboratories du MIT.
En ajustant les débits et la tension électrique, les scientifiques peuvent adapter l’épaisseur de chaque couche de microgouttelettes. Dans les applications médicales, une couche externe pourrait protéger le médicament des acides gastriques agressifs, tandis qu’une couche secondaire contrôle la libération du médicament contenu dans le cœur au sein des intestins.
Au-delà de l’augmentation de la production, la rapidité d’exécution de l’impression 3D a permis à l’équipe d’itérer intensivement sur ses conceptions. En définitive, les chercheurs espèrent que ce changement de fabrication élargira l’accès aux biotechnologies avancées. Selon Velásquez-García, la prochaine étape consiste à « démocratiser cette technologie afin que ses bénéfices puissent toucher bien plus de personnes ».
