Puntos cuánticos de infrarrojo cercano biocompatibles mediante parches de microagujas.
- 18 abr 2020
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Las vacunas previenen enfermedades y salvan vidas; Sin embargo, la falta de registros estandarizados de inmunización hace que sea difícil rastrear la cobertura de vacunas en todo el mundo.
En el registro
McHugh y col.desarrollaron microagujas solubles que entregan patrones de micropartículas emisoras de luz en el infrarrojo cercano a la piel. Los patrones de partículas son invisibles a la vista, pero se pueden obtener imágenes usando teléfonos inteligentes modificados. Al codeliver una vacuna, el patrón de partículas en la piel podría servir como un registro de vacunación en persona. Los patrones se detectaron 9 meses después del suministro intradérmico de micropartículas en ratas, y la entrega de codecirus de poliovirus inactivado condujo a la producción de anticuerpos protectores. Los patrones de micropartículas discretas administradas por microagujas en piel humana porcina y pigmentada se identificaron mediante aprendizaje automático semiautomatizado. Estos resultados demuestran la prueba de concepto para el mantenimiento de registros de vacunación intradérmica en persona.
Resumen
El mantenimiento de registros médicos precisos es un desafío importante en muchos entornos de bajos recursos donde no existen bases de datos centralizadas bien mantenidas, lo que contribuye a 1.5 millones de muertes prevenibles por vacuna anualmente. Aquí, presentamos un enfoque para codificar el historial médico de un paciente utilizando la distribución espacial de puntos cuánticos de infrarrojo cercano (NIR QD) biocompatibles en la dermis. Los QD son invisibles a simple vista pero detectables cuando se exponen a la luz NIR. Los QD con un núcleo de seleniuro de indio de cobre y una cubierta de sulfuro de zinc dopado con aluminio se sintonizaron para emitir en el espectro NIR controlando la estequiometría y el tiempo de bombardeo.
La formulación que mostró la mayor resistencia al foto-blanqueo después de la exposición a la luz solar simulada (equivalencia de 5 años) a través de piel humana pigmentada se encapsuló en micropartículas para uso in vivo. En paralelo, La geometría de microagujas se optimizó in silico y se validó ex vivo utilizando piel humana porcina y sintética. Las micropartículas que contenían QD se embebieron en microagujas solubles y se administraron a ratas con o sin una vacuna. Las imágenes longitudinales in vivo utilizando un teléfono inteligente adaptado para detectar la luz NIR demostraron que los patrones QD suministrados con microagujas permanecían brillantes y podían identificarse con precisión utilizando un algoritmo de aprendizaje automático 9 meses después de la aplicación. Además, el codelivery con la vacuna de poliovirus inactivada produjo títulos de anticuerpos neutralizantes por encima del umbral considerado protector. Estos hallazgos sugieren que los QD intradérmicos pueden usarse para codificar información de manera confiable y pueden administrarse con una vacuna,
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