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Dec 18, 2023

Noticias de Óptica y Fotónica

Meeri Kim Apareciendo verde en la tapa de un vial (izquierda), el material de color estructural

Meeri Kim

Apareciendo verde en la tapa de un vial (izquierda), el material de color estructural se vuelve incoloro (derecha) cuando se calienta. [Imagen: Adaptado de ACS Nano 2023, doi: 10.1021/acsnano.3c00467]

Las vacunas almacenadas en ambientes demasiado fríos o demasiado calientes perderán potencia, lo que significa que transportarlas por todo el mundo a menudo requiere una cadena de eventos coordinados con precisión. El monitoreo de tiempo y temperatura puede indicar si una vacuna ha estado expuesta a temperaturas anormales en algún punto de la cadena de frío.

Ahora, investigadores en los Estados Unidos y China han desarrollado una clase de materiales de color estructural que prometen crear la próxima generación de indicadores de tiempo y temperatura (ACS Nano, doi: 10.1021/acsnano.3c00467). El estudio de prueba de concepto demuestra su amplio rango de temperatura de seguimiento, alta sensibilidad y excelente estabilidad.

Desde el momento en que se fabrican hasta el momento en que se inyectan, las vacunas deben mantenerse dentro de un rango de temperatura limitado. Las vacunas convencionales requieren temperaturas de almacenamiento de 2 °C a 8 °C, mientras que las vacunas de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) deben congelarse a temperaturas bajo cero para evitar la degradación.

Sin embargo, los indicadores actuales de tiempo y temperatura basados ​​en materiales sufren de confiabilidad y estabilidad limitadas. Algunos tienen rangos de temperatura de seguimiento estrechos, mientras que otros no son aplicables a temperaturas bajo cero. Los indicadores electrónicos de tiempo y temperatura, por otro lado, exigen la intervención humana y generan cantidades significativas de desechos.

Xuemin Du y sus colegas se propusieron explorar nuevos materiales para mejorar el control de la temperatura y el tiempo de las vacunas y otros medicamentos. "Desarrollamos una clase de material de color estructural, denominado líquido de color estructural autodestructivo, que aprovecha las ventajas tanto de la naturaleza fluida como del color estructural", dijo el autor del estudio, Du, profesor de los Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen, Academia China de Ciencias.

Los líquidos de color estructural autodestructivos constan de dos componentes: soluciones acuosas no tóxicas de polietilenglicol (PEG) o etilenglicol (EG) y cristales fotónicos coloidales líquidos brillantes. Las soluciones acuosas de PEG o EG, que tienen alta sensibilidad a temperaturas específicas y se mezclaron para producir líquidos con puntos de fusión variables, actúan como agentes desencadenantes, mientras que los cristales fotónicos coloidales actúan como agente indicador.

Los cristales fotónicos normalmente aparecen de color verde brillante o rojo, pero cuando los líquidos de color estructural autodestructivos alcanzan su punto de fusión, los cristales se rompen y producen una pérdida de color irreversible.

Los cristales fotónicos normalmente aparecen de color verde brillante o rojo, pero cuando los líquidos de color estructural autodestructivos alcanzan su punto de fusión, los cristales se rompen y producen una pérdida de color irreversible. Como resultado, los materiales tienen la capacidad de indicar el historial de tiempo y temperatura, con un amplio rango de temperatura de seguimiento (−70 °C a +37 °C) y un tiempo autodestructivo en gran medida ajustable (40 minutos a 5 días).

Los investigadores probaron los materiales en forma de indicadores de tiempo y temperatura en vacunas convencionales (temperatura de almacenamiento: 8 °C), vacunas de ARNm (−20 °C y −70 °C) y órganos transportados (0 °C). La tecnología demostró una alta sensibilidad e indicó con éxito cuando los productos se calentaron demasiado.

"Los cambios de color graduales y el cambio de espectros de reflectancia brindan una estrategia sinérgica para revelar cualitativa y cuantitativamente el historial preciso de tiempo y temperatura de varias vacunas", dijo Du. "Nuestros líquidos de color estructural autodestructivos superan las desventajas inherentes a los indicadores convencionales de tiempo y temperatura, acercándolos un paso más a la cadena de suministro de frío".

Fecha de publicación: 08 de junio de 2023