Investigadores rusos del Centro Clínico de Investigación Federal de Medicina Físico-Química, el Instituto de Física y Tecnología de Moscú, y la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov mostraron la posibilidad de mezclar dos componentes incompatibles, una proteína y un polímero, en una fibra electrohilada. Publicado en Avances RSC , el estudio también demuestra que la estera resultante puede liberar gradualmente la proteína. Las esteras mezcladas que contienen proteínas son prometedoras para aplicaciones biomédicas como apósitos para quemaduras y heridas, matrices para la entrega y liberación de fármacos, y en ingeniería de tejidos.

Electrospinning

Las esteras electrohiladas que consisten en fibras ultrafinas tienen numerosas aplicaciones. Se pueden utilizar para el filtrado de líquidos y gases, cultivo celular, entrega de medicamentos, como sorbentes y matrices catalíticas, en ropa protectora, vendaje para heridas antibacteriano, e ingeniería de tejidos.

El electrohilado es un método para fabricar micro y nanofibras a partir de polímeros que implica el uso de un campo electrostático. Bajo un alto voltaje de aproximadamente 20 kilovoltios, una gota de solución de polímero se electrifica y se estira en una fibra delgada una vez que la repulsión de Coulomb supera la tensión superficial.

La técnica es bastante flexible y permite incorporar una gama de componentes en las esteras electrohiladas:micro y nanopartículas de diferente naturaleza, nanotubos de carbon, tintes fluorescentes, medicamentos y agentes antibacterianos, mezclas de polímeros y biopolímeros. De esa manera, las propiedades de las alfombrillas se pueden ajustar para adaptarse a una aplicación práctica específica.

Esteras de polímero-proteína

Una estera electrohilada a menudo se fabrica con un polímero portador, lo que asegura una formación estable de fibras y puede incorporar componentes adicionales. Para aplicaciones biomédicas, Por lo general, se requieren polímeros biodegradables y biocompatibles, y el ácido poliláctico se encuentra entre los más comunes. El PLA se utiliza para producir envases degradables, hilos quirúrgicos, empulgueras, y alfileres.

El principal problema con el uso de PLA en biología y medicina es su naturaleza hidrofóbica, y por lo tanto, mala adherencia celular. Para abordar esto, el polímero se mezcla con proteínas, porque no son tóxicos, hidrofílico metabolizado naturalmente, y pueden actuar como agentes terapéuticos.

Los investigadores estudiaron esteras mezcladas que consisten en PLA insoluble en agua y una proteína globular soluble en agua llamada albúmina de suero bovino. o BSA. Los experimentos en un medio de agua mostraron que el componente proteico se liberaba de la estera a la solución gradualmente. Específicamente, aproximadamente la mitad de la proteína de la estera se disolvió durante una semana. Este efecto sugiere posibles aplicaciones en la liberación prolongada de fármacos a base de proteínas.

Para predecir las propiedades de las esteras mezcladas, el equipo tuvo que estudiar la distribución de proteínas en ellos. La advertencia es que la mayoría de los polímeros no se mezclan bien. En un sistema polímero-proteína-disolvente, los componentes tienden a separarse en dos soluciones. Aunque esto se aplica a las soluciones PLA y BSA, El electrohilado permitió a los investigadores superar la separación de fases en las esteras. Demostraron que ambos componentes están presentes en cada fibra con tres métodos analíticos independientes:microscopía de fluorescencia, Espectroscopia EDX, y espectroscopía Raman.

"Los tapetes mezclados con polímero y proteína electrohilados tienen muchas aplicaciones posibles. Al variar la cantidad de proteína, puede ajustar la rapidez con la que se produce la biodegradación de la estera. Los numerosos grupos funcionales de la proteína nos permiten modificar la superficie del tapete uniéndole compuestos químicos. Los tapetes mezclados a base de proteínas también podrían usarse como filtros selectivos o para la liberación prolongada de medicamentos. por ejemplo, en vendajes para quemaduras y heridas, ", comentó el coautor del estudio, Dmitry Klinov. Es investigador del Departamento de Medicina Molecular y Traslacional del MIPT y jefe del Laboratorio de Nanotecnologías Médicas en el Centro Clínico de Investigación Federal de Medicina Físico-Química de la Agencia Federal Médica y Biológica de Rusia.