Forskare vid universitetet i Sevilla, i samarbete med University of Nottingham, har lyckats skapa den första bilden av nanopartiklar av stabiliserat guld med biologiskt nedbrytbara och biokompatibla system som har erhållits med 3-D-printng-tekniker. Bilden som valdes för detta test var logotypen för University of Sevilla.

Denna prestation kommer att ha tillämpningar inom läkemedelsindustrin, såsom vid framställning av biokompatibla biosensorer baserade på guld, som redan har visat sig vara effektiva vid upptäckt av cancerframkallande celler och tumörbiomarkörer. På senare år har additiv tillverkning, även känd som 3D-utskrift, har erkänts som den idealiska tekniken för applikationer som kräver intrikata geometrier eller personalisering. Dess tillverkning baserad på skikt kommer att minska allmänna tillverkningskostnader för små partier i jämförelse med traditionella produktionsmetoder. Detta har fångat läkemedelsindustrins uppmärksamhet, som kan vara en inkörsport till den totala personaliseringen av behandlingen med denna teknik.

Forskningen var centrerad på tekniken som kallas bläckstråleutskrift. Denna teknik erbjuder fördelar som hög upplösning och möjligheten att skriva ut mer än ett material under samma tryckprocess. Genom att använda denna teknik, forskarna har föreslagit tillverkning av system som potentiellt skulle kunna användas som personliga biosensorer baserat på guldets konduktivitet och biokompatibilitet.

För närvarande, befintliga guldbläck för bläckstråleutskrift är baserade på nanopartiklar av denna metall, men de är mycket instabila, eftersom de lätt binder ihop och är svåra att skriva ut. Av den anledningen, utvecklingen av stabila guldfärger som är lätta att skriva ut med har varit ovärderlig.

Laget leddes av Ana Alcudia Cruz, vid institutionen för organisk och farmaceutisk kemi från farmacifakulteten vid universitetet i Sevilla, i samarbete med gruppen ledd av Rafael Prado Gotor vid institutionen för fysikalisk kemi, från kemifakulteten vid universitetet i Sevilla, och Ricky Wilman, från University of Nottingham (Storbritannien). För första gången, den lyckades använda polymerer (polyuretaner) med en kamstruktur, som laget utvecklade, för att generera små guld nanopartiklar med extremt hög stabilitet och testade över tid.

För detta ändamål, olika polymerer framställdes från arabinos, ett socker som är lätt att förvärva i naturen och som ger materialet total biokompatibilitet och biologisk nedbrytbarhet, på så sätt undviker förorenande rester som genereras av de traditionella polymererna som härrör från olja.

För första gången, denna typ av polymer har använts för framställning av guldnanopartiklar. Dessa nanopartiklar, erhållen från tre olika kemiskt funktionaliserade polymerer, visade sig vara tillräckligt liten (högst 10 nm) för att kunna skrivas ut med bläckstråleutskrift och var stabila under en period av minst sex månader. När tryckbarheten för varje bläck testats, det som visade den bästa balansen av egenskaper valdes ut och användes för att trycka logotypen för vårt universitet. På bilden, erhållen av TOF-SIMS, guldet kan observeras (i gult), som utgör konturen av logotypen, på polymerbakgrund (i blått). Detta är den första bilden av guldnanopartiklar stabiliserade med biologiskt nedbrytbara och biokompatibla system som har erhållits via 3-D-printng-tekniker.