Russische onderzoekers van het Federal Research Clinical Center of Physical-Chemical Medicine, het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie, en Lomonosov Moscow State University toonden de mogelijkheid aan om twee onverenigbare componenten - een eiwit en een polymeer - in één electrospun vezel te mengen. Gepubliceerd in RSC-vooruitgang , de studie toont ook aan dat de resulterende mat het eiwit geleidelijk kan afgeven. Gemengde matten met eiwitten zijn veelbelovend voor biomedische toepassingen als brandwonden- en wondverband, matrices voor medicijnafgifte en -afgifte, en in weefseltechnologie.

Elektrospinnen

Electrospun matten bestaande uit ultrafijne vezels kennen tal van toepassingen. Ze kunnen worden gebruikt voor vloeistof- en gasfiltratie, celkweek, medicijnafgifte, als sorptiemiddelen en katalytische matrices, in beschermende kleding, antibacteriële wondverband, en weefselengineering.

Electrospinning is een methode voor het vervaardigen van micro- en nanovezels uit polymeren waarbij gebruik wordt gemaakt van een elektrostatisch veld. Onder een hoogspanning van ongeveer 20 kilovolt, een druppel polymeeroplossing wordt geëlektrificeerd en strekt zich uit tot een dunne vezel zodra de Coulomb-afstoting de oppervlaktespanning overwint.

De techniek is vrij flexibel en maakt het mogelijk om een ​​reeks componenten in elektrospun matten te verwerken:micro- en nanodeeltjes van verschillende aard, koolstof nanobuisjes, fluorescerende kleurstoffen, medicijnen en antibacteriële middelen, polymeer- en biopolymeermengsels. Op die manier kunnen de eigenschappen van de matten worden afgestemd op een specifieke praktische toepassing.

Polymeer-eiwitmatten

Een elektrospun mat wordt vaak vervaardigd met een dragerpolymeer, wat zorgt voor een stabiele vezelvorming en extra componenten kan bevatten. Voor biomedische toepassingen, biologisch afbreekbare en biocompatibele polymeren zijn meestal vereist, en polymelkzuur is een van de meest voorkomende. PLA wordt gebruikt om afbreekbare verpakkingen te produceren, chirurgische draden, schroeven, en pinnen.

Het grootste probleem met het gebruik van PLA in de biologie en geneeskunde is de hydrofobe aard, en daardoor een slechte celadhesie. Dit behandelen, het polymeer wordt gemengd met eiwitten, omdat ze niet giftig zijn, hydrofiel, natuurlijk gemetaboliseerd, en kunnen werken als therapeutische middelen.

De onderzoekers bestudeerden gemengde matten bestaande uit het in water onoplosbare PLA en een in water oplosbaar bolvormig eiwit genaamd runderserumalbumine, of BSA. Experimenten in een waterig medium toonden aan dat de eiwitcomponent geleidelijk van de mat in de oplossing vrijkwam. specifiek, ongeveer de helft van het eiwit in de mat was in een week opgelost. Dit effect suggereert mogelijke toepassingen bij langdurige afgifte van op eiwit gebaseerde geneesmiddelen.

Om de eigenschappen van de gemengde matten te voorspellen, het team moest de eiwitdistributie daarin bestuderen. Het voorbehoud is dat de meeste polymeren niet goed mengen. In een polymeer-eiwit-oplosmiddelsysteem, de componenten hebben de neiging te scheiden in twee oplossingen. Hoewel dit wel van toepassing is op PLA- en BSA-oplossingen, electrospinning stelde de onderzoekers in staat om fasescheiding in matten te overwinnen. Ze toonden aan dat beide componenten in elke vezel aanwezig waren met drie onafhankelijke analysemethoden:fluorescentiemicroscopie, EDX-spectroscopie, en Raman-spectroscopie.

"Electrospun polymeer-eiwit blended matten hebben veel mogelijke toepassingen. Door de hoeveelheid eiwit te variëren, u kunt afstemmen hoe snel de biologische afbraak van de mat plaatsvindt. De talrijke functionele groepen van het eiwit stellen ons in staat om het matoppervlak te modificeren door er chemische verbindingen aan te hechten. Op eiwit gebaseerde gemengde matten kunnen ook worden gebruikt als selectieve filters of voor langdurige afgifte van geneesmiddelen, bijvoorbeeld, in brandwonden en wondverbanden, " studie co-auteur Dmitry Klinov merkte op. Hij is een onderzoeker bij de afdeling Moleculaire en Translationele Geneeskunde van het MIPT en het hoofd van het Laboratorium voor Medische Nanotechnologieën van het Federale Klinische Onderzoekscentrum voor Fysisch-Chemische Geneeskunde van het Federaal Medisch en Biologisch Agentschap van Rusland.