Nouveau Matériau: Électrofilage Mélangeant Des Composants Incompatibles Dans Une Nanofibre

 

Des chercheurs russes du Centre fédéral de recherche clinique en médecine physicochimique, de l'Institut de technologie physique de Moscou et de l'Université d'État de Moscou de romonosov ont montré que deux composants incompatibles (une protéine et un polymère) peuvent être mélangés dans une fibre électrofilée.L'étude, également publiée dans RSC Progress, a également montré que les coussins obtenus libèrent progressivement des protéines.On s'attend à ce que des tapis mixtes contenant des protéines soient utilisés dans des applications biomédicales comme les pansements pour brûlures et plaies, les matrices pour l'administration et la libération de médicaments et le génie tissulaire.

　électrofilage

Les coussins électrofilés composés de fibres ultrafines ont de nombreuses applications.Ils peuvent être utilisés dans les vêtements de protection, les pansements antibactériens des plaies et la filtration des liquides et des gaz dans le génie tissulaire, la culture cellulaire, l'administration de médicaments comme adsorbants et substrats catalytiques.

L'électrofilage est une méthode de fabrication de microfibres et de nanofibres à partir de polymères, impliquant l'utilisation de champs électrostatiques.À une haute tension d'environ 20 KV, une fois que la répulsion coulombienne a surmonté la tension superficielle, une goutte de solution polymère est chargée et s'étire en fibres fines.

La technologie est assez flexible pour incorporer une variété de composants dans des tampons électrofilés: nanoparticules et microns de propriétés différentes, nanotubes de carbone, colorants fluorescents, médicaments et agents antibactériens, mélanges de polymères et de biopolymères.De cette façon, les caractéristiques du tapis peuvent être adaptées à une application pratique spécifique.

　　Coussin protéique polymère

Les tampons électrotextiles sont généralement fabriqués à partir de polymères porteurs qui assurent une formation stable de fibres et peuvent être ajoutés à d'autres composants.Pour les applications biomédicales, des polymères biodégradables et biocompatibles sont généralement nécessaires, et l'Acide polylactique est l'un des polymères les plus courants.Pla est utilisé pour produire des emballages dégradables, des fils chirurgicaux, des vis et des broches.

Le principal problème de l'utilisation de l'APL en biologie et en médecine est son hydrophobicité et, par conséquent, sa faible adhérence cellulaire.Pour résoudre ce problème, les polymères sont mélangés avec des protéines parce qu'ils sont non toxiques, hydrophiles, métaboliques naturels et peuvent agir comme agents thérapeutiques.

Les chercheurs ont étudié un mélange de PLA insoluble dans l'eau et de globulines solubles dans l'eau appelées albumine sérique bovine ou BSA.Des expériences menées dans un milieu aqueux ont montré que les composants protéiques sont progressivement libérés du tampon dans la solution.Plus précisément, environ la moitié des protéines du tapis se dissolvent en une semaine.Cet effet suggère une utilisation possible pour prolonger la libération de médicaments à base de protéines.

Pour prédire la performance du tapis, l'équipe a dû étudier la distribution des protéines.Il est important de noter que la plupart des polymères ne sont pas bien mélangés.Dans le système polymère - protéine - solvant, les composants ont tendance à être séparés en deux solutions.Bien que cela s'applique aux solutions PLA et BSA, l'électrofilage permet aux chercheurs de surmonter la séparation de phase dans le tapis.Ils ont montré la présence de deux composants dans chaque fibre par trois méthodes d'analyse indépendantes (Figure 1): Microscope fluorescent, spectre edX et spectre Raman.

　　« les tapis composites polymères - protéines électrofilés ont de nombreuses applications possibles. En changeant la quantité de protéines, vous pouvez ajuster le taux de biodégradation des tapis. Les nombreux groupes fonctionnels de cette protéine nous permettent de modifier les tapis en attachant des composés chimiques à la surface des tapis. Les tapis composites à base de protéines peuvent également être utilisés comme filtres sélectifs ou pour prolonger le temps de libération des médicaments, par exemple:Comme dans les pansements pour brûlures et blessures. "Dmitry klinov, co - auteur de l'étude, a commenté.Il est chercheur au Département de médecine moléculaire et translationnelle du mipt et Chef du laboratoire de nanotechnologie médicale du Centre de recherche clinique de la Fédération de Russie en chimie physique, Bureau de la médecine et de la biologie de la Fédération de Russie.