Neutronanalyse hjælper life science-virksomheden Glysious med at udvikle plastre

Et kontraintuitivt materiale med lovende anvendelser

Glysious-teknologien er baseret på silikonegummi med mikroskopiske glyceroldråber indeni. Materialekombinationen burde ikke være stabil, men professor Anne Ladegaard Skov og hendes team på Danmarks Tekniske Universitet har opfundet en teknologi til at stabilisere det. Silikone er i sig selv uigennemtrængeligt for vand, men de indlejrede glyceroldråber fungerer som reservoirer for aktive stoffer som lægemidler. Når plastret placeres på huden, absorberer glycerolen sved, og plastret frigiver lægemidler til huden. Spinout-virksomheden Glysious kommercialiserer teknologien.

Mikrostruktureret elastomermateriale er vanskeligt at karakterisere

Materialets funktionalitet afhænger af, hvordan glycerolen er fordelt i silikonen. Strukturen er dog vanskelig at undersøge. For eksempel kræver mikroskopi, at materialet cryo-skæres – dvs. fryses og skæres i tynde skiver – hvilket kræver ekspertise, er tidskrævende og kun giver information om en begrænset del af prøven.

Neutronanalyse er løsningen

Vi har identificeret neutronanalyse som den ideelle metode til at karakterisere Glysious-materialet. Neutroner gør det muligt at se ind i sammensatte polymermaterialer, hvor relevante dele fremhæves ved brug af tungt vand.

Neutroneksperimenter udføres ved en atomreaktor. Vi har adgang til et stort netværk af neutronfaciliteter verden over og kan derfor identificere den rette teknik og facilitet til en given udfordring. Den Europæiske Spallationskilde (ESS) i Lund, Sverige, bliver vores foretrukne facilitet, når den åbner i 2025, på grund af dens hidtil usete skala og de mange muligheder, den vil tilbyde både lokale og globale virksomheder. I Glysious’ tilfælde blev forskningsreaktoren på det Tekniske Universitet i Delft, Holland, vurderet som den bedste løsning. I samarbejde med Dr. Wim Bouwman fra TU Delft blev måleplanen udviklet. Prøverne blev forberedt af Glysious, inspiceret af Bouwman og hans team ved ankomst, og vi analyserede dataene.

Struktur afslørede nye indsigter

Analysen viste, at glycerolen i prøverne er jævnt fordelt som 3 μm kugler i silikone-matrixen. Bestemmelsen af størrelsesfordelingen gav også vigtige indsigter: Alt det (tunge) vand i systemet var placeret i glyceroldråberne, hvilket afkræftede hypotesen om, at vandet flyder i kanaler skabt af glyceroldråberne i silikonen.

Denne viden er afgørende for Glysious i designet af plastre, der skal levere terapeutiske lægemidler på en kontrolleret og målrettet måde til huden og/eller et sår – både fra et modelleringsperspektiv og for at kunne forudsige langtidsholdbarhed. Sammenlignet med andre metoder som mikroskopi af cryo-skårne prøver analyserer neutronmetoden hele prøven i stedet for en lille del og er betydeligt mindre tidskrævende. Resultaterne vil blive offentliggjort i en videnskabelig artikel af Glysious.

Få adgang til neutronanalyse

Analyse af materialer med neutroner kan være nyttig, når vigtige strukturer er svære at observere med konventionel mikroskopi eller røntgen. Det er relevant i enhver polymerproduktionsproces, hvor man ønsker at se vand/brint, kompositmaterialer eller biologiske materialer i opløsning, for blot at nævne nogle få. Vi er eksperter i neutronteknikker og har kontakt til relevante globale faciliteter.