Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)


Для цитирования:

Ermakov A. V., Lengert E. V., Saveleva M. S., Sukhorukov G. B. Electrically Induced Opening of Composite PLA/SWCNT Microchambers for Implantable Drug Depot Systems [Ермаков А. В., Ленгерт Е. В., Савельева М. С., Сухоруков Г. Б. Вскрытие композитных микроконтейнеров из полимолочной кислоты и углеродных нанотрубок посредством электрического тока для имплантируемых лекарственных форм] // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2020. Т. 20, вып. 4. С. 311-314. DOI: 10.18500/1817-3020-2020-20-4-311-314


Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
30.11.2020
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 37)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 17)
Язык публикации: 
английский
УДК: 
53
DOI: 
10.18500/1817-3020-2020-20-4-311-314

Electrically Induced Opening of Composite PLA/SWCNT Microchambers for Implantable Drug Depot Systems
[Вскрытие композитных микроконтейнеров из полимолочной кислоты и углеродных нанотрубок посредством электрического тока для имплантируемых лекарственных форм]

Авторы: 
Ермаков Алексей Вадимович, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Ленгерт Екатерина Владимировна, Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского
Савельева Мария Сергеевна, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сухоруков Глеб Борисович, Университет Королевы Марии
Аннотация: 

Высвобождение биологически активных соединений в точно заданный момент времени и в требуемом участке посредством микроконтейнеров, иммобилизованных на поверхности, имеет большое значение для множества задач, связанных с биомедициной и функциональными покрытиями. В настоящей работе были исследованы массивы полых микрокамер, образованных композитными оболочками на основе матрицы из полимолочной кислоты и наполнителя из однослойных углеродных нанотрубок с высокой чувствительностью к воздействию электрическим током. Мониторинг морфологических изменений позволил установить значительные повреждения оболочек микрокамер, образованных проводящим композитным материалом. Показано, что напряжение 3 В достаточно для теплового повреждения микрокамер. Данное исследование демонстрирует принципиальную возможность реализовать вскрытие микрокамер на основе полимолочной кислоты за счет применения токов малой мощности. Разработанная система открывает многообещающие возможности для имплантируемых систем доставки в ряде областей, связанных с умными покрытиями и высвобождением вещества на конкретном участке в заданный момент времени. Мы полагаем, что данные результаты найдут применение при разработке новых имплантируемых лекарственных форм в биомедицине и косметологии.

Список источников: 
  1. Daly A. C., Kelly D. J. Biofabrication of spatially organised tissues by directing the growth of cellular spheroids within 3D printed polymeric microchambers. Biomaterials, 2019, vol. 197, pp. 194–206.
  2. Querido M. M., Aguiar L., Neves P., Pereira C. C., Teixeira J. P. Self-disinfecting surfaces and infection control. Colloids Surfaces B Biointerfaces, 2019, vol. 178, pp. 8–21.
  3. Shah N. J., Hyder M. N., Moskowitz J. S., Quadir M. A., Morton S. W., Seeherman H. J., Padera R. F., Spector M., Hammond P. T. Surface-Mediated Bone Tissue Morphogenesis from Tunable Nanolayered Implant Coatings. Sci. Transl. Med., 2013, vol. 5, pp. 191ra83‒191ra83.
  4. Kiryukhin M. V., Gorelik S. R., Man S. M., Subramanian G. S., Antipina M. N., Low H. Y., Sukhorukov G. B. Individually addressable patterned multilayer microchambers for site-specifi c release-on-demand. Macromol. Rapid Commun., 2013, vol. 34, pp. 87–93.
  5. Kiryukhin M. V., Lau H. H., Lim S. H., Salgado G., Fan C., Ng Y. Z., Leavesley D. I., Upton Z. Arrays of Biocompatible and Mechanically Robust Microchambers Made of Protein–Polyphenol–Clay Multilayer Films. ACS Biomater. Sci. Eng., 2020, pp. acsbiomaterials.0c00973.
  6. Ermakov A. V., Kudryavtseva V. L., Demina P., Verkhovskii R., Zhang J., Lengert E., Sapelkin A., Goryacheva I. Y., Sukhorukov G. Site-specific release of reactive oxygen species from ordered arrays of microchambers based on polylactic acid and carbon nanodots. J. Mater. Chem. B, 2020, vol. 8, pp. 7977–7986.
  7. Gai M., Frueh J., Tao T., Petrov A. V., Petrov V. V., Shesterikov E. V., Tverdokhlebov S. I., Sukhorukov G. B. Polylactic acid nano- and microchamber arrays for encapsulation of small hydrophilic molecules featuring drug release via high intensity focused ultrasound. Nanoscale, 2017, vol. 9, pp. 7063‒7070.
  8. Ermakov A., Lim S. H., Gorelik S., Kauling A. P., de Oliveira R. V. B., Castro Neto A. H., Glukhovskoy E., Gorin D. A., Sukhorukov G. B., Kiryukhin M. V. Polyelectrolyte-Graphene Oxide Multilayer Composites for Array of Microchambers which are Mechanically Robust and Responsive to NIR Light. Macromol. Rapid Commun., 2019, vol. 40, pp. 1700868.
  9. Zhang J., Sun R., DeSouza-Edwards A. O., Frueh J., Sukhorukov G. B. Microchamber arrays made of biodegradable polymers for enzymatic release of small hydrophilic cargos. Soft Matter, 2020, vol. 16, pp. 2266–2275.
  10. Khan A. N., Ermakov A., Sukhorukov G., Hao Y. Radio frequency controlled wireless drug delivery devices. Appl. Phys. Rev., 2019, vol. 6, pp. 041301.
  11. Talebian S., Foroughi J., Wade S. J., Vine K. L., Dolatshahi-Pirouz A., Mehrali M., Conde J., Wallace G. G. Biopolymers for Antitumor Implantable Drug Delivery Systems: Recent Advances and Future Outlook. Adv. Mater., 2018, vol. 30, pp. 1706665.
  12. Ermakov A. V., Lengert E. V., Venig S. B. Nanomedicine and Drug Delivery Strategies for Theranostics Applications. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Physics, 2020, vol. 20, iss. 2, pp. 116–124. DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2020-20-2-116-124
  13. Sindeeva O. A., Gusliakova O. I., Inozemtseva O. A., Abdurashitov A. S., Brodovskaya E. P., Gai M., Tuchin V. V., Gorin D. A., Sukhorukov G. B. Effect of a Controlled Release of Epinephrine Hydrochloride from PLGA Microchamber Array: In Vivo Studies. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, vol. 10, pp. 37855–37864.
  14. Maulvi F. A., Lakdawala D. H., Shaikh A. A., Desai A. R., Choksi H. H., Vaidya R. J., Ranch K. M., Koli A. R., Vyas B. A., Shah D. O. In vitro and in vivo evaluation of novel implantation technology in hydrogel contact lenses for controlled drug delivery. J. Control. Release, 2016, vol. 226, pp. 47–56.
  15. Rodrigues de Azevedo C., von Stosch M., Costa M. S., Ramos A. M., Cardoso M. M., Danhier F., Préat V., Oliveira R. Modeling of the burst release from PLGA micro- and nanoparticles as function of physicochemical parameters and formulation characteristics. Int. J. Pharm., 2017, vol. 532, pp. 229–240.