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Dec 18, 2023

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Meeri Kim Apparaissant en vert sur un couvercle de flacon (à gauche), le matériau de couleur structurelle

Meeri Kim

Apparaissant en vert sur un couvercle de flacon (à gauche), le matériau de couleur structurelle devient incolore (à droite) lorsqu'il est réchauffé. [Image : adapté de ACS Nano 2023, doi : 10.1021/acsnano.3c00467]

Les vaccins stockés dans des environnements trop froids ou trop chauds perdront de leur efficacité, ce qui signifie que leur transport dans le monde entier nécessite souvent une chaîne d'événements coordonnés avec précision. La surveillance temps-température peut indiquer si un vaccin a été exposé à des températures anormales à un moment donné de la chaîne du froid.

Aujourd'hui, des chercheurs aux États-Unis et en Chine ont développé une classe de matériaux de couleur structurelle qui promet de créer la prochaine génération d'indicateurs temps-température (ACS Nano, doi : 10.1021/acsnano.3c00467). L'étude de preuve de concept démontre leur large plage de températures de suivi, leur haute sensibilité et leur excellente stabilité.

Depuis leur fabrication jusqu'à leur injection, les vaccins doivent être conservés dans une plage de température limitée. Les vaccins conventionnels nécessitent des températures de stockage de 2 °C à 8 °C, tandis que les vaccins à acide ribonucléique messager (ARNm) doivent être congelés à des températures inférieures à zéro pour éviter la dégradation.

Cependant, les indicateurs temps-température basés sur les matériaux actuels souffrent d'une fiabilité et d'une stabilité limitées. Certains ont des plages de température de suivi étroites, tandis que d'autres ne sont pas applicables aux températures inférieures à zéro. Les indicateurs électroniques temps-température, quant à eux, nécessitent une intervention humaine et génèrent des quantités importantes de déchets.

Xuemin Du et ses collègues visaient à explorer de nouveaux matériaux pour améliorer la surveillance temps-température des vaccins et autres médicaments. "Nous avons développé une classe de matériaux de couleur structurelle, appelés liquides de couleur structurelle autodestructeurs, qui exploite les avantages à la fois de la nature fluidique et de la couleur structurelle", a déclaré l'auteur de l'étude Du, professeur aux Instituts de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise de Les sciences.

Les liquides de couleur structurelle autodestructeurs sont constitués de deux composants : des solutions aqueuses non toxiques de polyéthylène glycol (PEG) ou d'éthylène glycol (EG) et des cristaux photoniques colloïdaux liquides brillants. Les solutions aqueuses de PEG ou EG, qui ont une sensibilité élevée à des températures spécifiques et ont été mélangées pour produire des liquides à points de fusion variables, agissent comme agents déclencheurs, tandis que les cristaux photoniques colloïdaux agissent comme agent indicateur.

Les cristaux photoniques apparaissent généralement en vert vif ou en rouge, mais lorsque les liquides de couleur structurelle autodestructeurs atteignent leur point de fusion, les cristaux se brisent et produisent une perte de couleur irréversible.

Les cristaux photoniques apparaissent généralement en vert vif ou en rouge, mais lorsque les liquides de couleur structurelle autodestructeurs atteignent leur point de fusion, les cristaux se brisent et produisent une perte de couleur irréversible. En conséquence, les matériaux ont la capacité d'indiquer l'historique temps-température, avec une large plage de températures de suivi (-70 ° C à + 37 ° C) et un temps d'autodestruction largement réglable (40 minutes à 5 jours).

Les chercheurs ont testé les matériaux sous forme d'indicateurs temps-température sur des vaccins conventionnels (température de stockage : 8 °C), des vaccins à ARNm (−20 °C et −70 °C) et des organes transportés (0 °C). La technologie a démontré une sensibilité élevée et indiqué avec succès lorsque les produits sont devenus trop chauds.

"Les changements de couleur graduels et le changement de spectre de réflectance fournissent une stratégie synergique pour révéler qualitativement et quantitativement l'historique précis du temps et de la température de divers vaccins", a déclaré Du. "Nos liquides de couleur structurelle autodestructeurs surmontent les inconvénients inhérents aux indicateurs temps-température conventionnels, les rapprochant un peu plus de la chaîne d'approvisionnement du froid."

Date de publication : 08 juin 2023