Recent advances in micro-electro-mechanical devices for controlled drug release applications

In recent years, controlled release of drugs has posed numerous challenges with the aim of optimizing parameters such as the release of the suitable quantity of drugs in the right site at the right time with the least invasiveness and the greatest possible automation. Some of the factors that challenge conventional drug release include long-term treatments, narrow therapeutic windows, complex dosing schedules, combined therapies, individual dosing regimens, and labile active substance administration. In this sense, the emergence of micro-devices that combine mechanical and electrical components, so called micro-electro-mechanical systems (MEMS) can offer solutions to these drawbacks. These devices can be fabricated using biocompatible materials, with great uniformity and reproducibility, similar to integrated circuits. They can be aseptically manufactured and hermetically sealed, while having mobile components that enable physical or analytical functions together with electrical components. In this review we present recent advances in the generation of MEMS drug delivery devices, in which various micro and nanometric structures such as contacts, connections, channels, reservoirs, pumps, valves, needles, and/or membranes can be included in their design and manufacture. Implantable single and multiple reservoir-based and transdermal-based MEMS devices are discussed in terms of fundamental mechanisms, fabrication, performance, and drug release applications.Fil: Villarruel Mendoza, Luis A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Scilletta, Natalia Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Bellino, Martin Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Desimone, Martín Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Catalano, Paolo Nicolás. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin

Transforming an inert nanopolymer into broad-spectrum bactericidal by superstructure tuning

Poloxamer block copolymers (also known as Pluronic®) are particularly useful for drug delivery and self-assembly techniques. These nanopolymers are generally considered to be biologically inert and they were used to generate only bacteria repellent surfaces but keeps bacteria alive and as a latent threat. However, the inherent capabilities of these nanopolymers to kill bacteria have been largely overlooked. Here, we report that Pluronic shaped as superstructures (self-organized array of micelles) in fact possess a broad-spectrum bactericidal activity (capability of killing bacteria) similar to that shown for some antibiotics. This further represents the first report that shows that appropriate control of superstructured mesophase architecture is a key parameter for bactericidal efficacy. Based on this finding, we have developed a highly bactericidal coating (>99.9 % kill) against all tested Gram-positive (Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis) and Gram-negative (Salmonella typhimurium LT2, Escherichia coli K12 and Pseudomonas aeruginosa PAO1) bacteria which moreover allows the adhesion and proliferation of mammalian cells. The inexpensiveness and ease of production make these versatile nanopolymer structures a powerful tool for the development of a new generation of highly effective antimicrobial coatings.Fil: Scilletta, Natalia Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Pezzoni, Magdalena. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Area de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Radiobiología (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Desimone, Martín Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Soler Illia, Galo Juan de Avila Arturo. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Catalano, Paolo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Bellino, Gabriel Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentin

Determination of antibacterial activity of film coatings against four clinically relevant bacterial strains

Antibacterial coatings have currently gained great importance in biomedical technology investigations. Because of the spatial arrangement of the film coatings, evaluation of antibacterial activity presents a new challenge regarding traditional bacterial counting methods. In this protocol, four clinically relevant pathogens, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus were incubated on titania mesostructured thin film coatings for 24 h. Then, cell viability was studied considering three methods: counting of the number of colony forming units (CFU), live/dead staining, and quantification of extracellular DNA in suspension. Firstly, bacterial count was determined by the standard plate-count technique. Secondly, bacteria membrane integrity was evaluated by utilization of two fluorescent dyes, which allow distinction between live (membrane intact) and dead (membrane disrupted) bacteria. Lastly, extracellular DNA was quantified by spectrophotometry. In this manner, the three aforementioned techniques enabled the study of bacterial viability by qualitative and quantitative analyses.Fil: Scilletta, Natalia Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Pezzoni, Magdalena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Departamento de Radiobiología; ArgentinaFil: Desimone, Martín Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Soler Illia, Galo Juan de Avila Arturo. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bellino, Martin Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Catalano, Paolo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin