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On-demand drug delivery bioelectronics through a water-processable low dimensional highly conductive MXene layer
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2024-06-03 , DOI: 10.1039/d4lc00234b Hyeok-Jin Kwon 1, 2 , Yizhang Wu 1 , Yuan Li 3 , Gongkai Yuan 1 , Rene Lopez 1 , Ke Huang 3 , Wubin Bai 1
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2024-06-03 , DOI: 10.1039/d4lc00234b Hyeok-Jin Kwon 1, 2 , Yizhang Wu 1 , Yuan Li 3 , Gongkai Yuan 1 , Rene Lopez 1 , Ke Huang 3 , Wubin Bai 1
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On-demand drug delivery holds great promise to optimize pharmaceutical efficacy while minimizing the side effects. However, existing on-demand drug delivery systems often require complicated manufacturing processes that preclude their wide implementation of a broad range of drugs. In this work, we demonstrate the introduction of MXene-coated microneedles (MNs) into bioelectronics for digitally controllable gate-valve drug delivery. MXenes, featuring high electronic conductivity, excellent biocompatibility, and solution processibility, enable low-cost scalability for printable bioelectronics. In an electrolytic state (e.g., body fluid), the coated MXene is oxidized and desorbed due to redox reactions caused by electrical bias, allowing the underlying drug to be controllably released. The MXene-incorporated drug delivery system not only demonstrates excellent biocompatibility and operational stability, but also features low-cost construction and sustainable usage. Besides, these MXene-coated MNs allow both on-demand transformation and local-region customization, further increasing the structural versatility and capability of multidrug delivery systems.
中文翻译：
通过可水处理的低维高导电 MXene 层实现按需药物输送生物电子学
按需给药在优化药物疗效同时最大限度地减少副作用方面具有巨大的前景。然而，现有的按需给药系统通常需要复杂的制造工艺，这妨碍了其广泛应用各种药物。在这项工作中，我们展示了将 MXene 涂层微针 (MN) 引入生物电子学中，用于数字可控门阀药物输送。 MXenes 具有高电子导电性、优异的生物相容性和溶液可加工性，可为可打印生物电子学实现低成本可扩展性。在电解状态下（例如，体液），涂覆的MXene由于电偏压引起的氧化还原反应而被氧化和解吸，从而允许基础药物可控地释放。 MXene结合的药物输送系统不仅具有优异的生物相容性和操作稳定性，而且具有低成本构建和可持续使用的特点。此外，这些 MXene 涂层的 MN 既可以按需改造，也可以局部定制，进一步提高了多药递送系统的结构多功能性和能力。
更新日期：2024-06-03
中文翻译：
通过可水处理的低维高导电 MXene 层实现按需药物输送生物电子学
按需给药在优化药物疗效同时最大限度地减少副作用方面具有巨大的前景。然而，现有的按需给药系统通常需要复杂的制造工艺，这妨碍了其广泛应用各种药物。在这项工作中，我们展示了将 MXene 涂层微针 (MN) 引入生物电子学中，用于数字可控门阀药物输送。 MXenes 具有高电子导电性、优异的生物相容性和溶液可加工性，可为可打印生物电子学实现低成本可扩展性。在电解状态下（例如，体液），涂覆的MXene由于电偏压引起的氧化还原反应而被氧化和解吸，从而允许基础药物可控地释放。 MXene结合的药物输送系统不仅具有优异的生物相容性和操作稳定性，而且具有低成本构建和可持续使用的特点。此外，这些 MXene 涂层的 MN 既可以按需改造，也可以局部定制，进一步提高了多药递送系统的结构多功能性和能力。
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