Actualmente, los materiales de membrana juegan un papel importante en la reparación de tejidos, especialmente las membranas basadas en polisacáridos, atrayendo mucha atención debido a sus excelentes propiedades biológicas. Sin embargo, las malas propiedades mecánicas de las membranas a base de polisacáridos en condiciones húmedas limitan gravemente sus aplicaciones in vivo. La fabricación de membranas a base de polisacáridos con robustas propiedades mecánicas en húmedo y excelentes propiedades biológicas sigue siendo un desafío y vale la pena explorarla.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China publicaron recientemente un artículo de investigación en el National Science Review. , intentando abordar este desafío. Propusieron una estrategia de refuerzo mecánico bioinspirada basada en reticulación e hidratación heterogénea (HCH) de red dual molecular/nanoescala.
Por el sencillo principio químico (Ca 2+ reticulación e invasión de moléculas de agua), los investigadores pueden regular la heterogeneidad de la estructura y composición de los materiales nanocompuestos específicos. En este caso, la heterogeneidad reside en el proceso de reticulación e hidratación que se produce selectivamente en la red molecular. La red molecular hace que la membrana sea suave y flexible (que contiene agua), mientras que la red de nanofibras intacta puede soportar tensiones externas para proporcionar soporte mecánico.
Como demostración, una membrana nanocompuesta de red de doble escala compuesta de Ca 2+ Se fabricó una red de moléculas de alginato de sodio (SA) reticulada e hidratada y una red de nanofibras de celulosa bacteriana (BC). Los experimentos mecánicos demostraron que la membrana nanocompuesta de red de doble escala exhibe excelentes propiedades mecánicas en húmedo, como resistencia, tenacidad y fuerza de sutura.
Al mismo tiempo, la evaluación biológica y los experimentos in vivo (como el experimento de reparación de defectos mandibulares en perros) mostraron que la membrana funcionalizada posee buenas propiedades biológicas (como capacidad de adhesión celular, citocompatibilidad, capacidad antibacteriana y capacidad osteogénica), lo que indica el gran potencial de aplicación biomédica de la membrana nanocompuesta de red de doble escala.
La estrategia de fortalecimiento mecánico bioinspirada del HCH de red dual molecular/nanoescala propuesta en este trabajo es universal y proporcionaría información importante sobre el diseño y la fabricación de biomateriales avanzados basados en polisacáridos utilizados en el campo biomédico.
Más información: Jian-Hong Xiao et al, Membranas nanocompuestas basadas en polisacáridos bioinspiradas con sólidas propiedades mecánicas en húmedo para la regeneración ósea guiada, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwad333
Proporcionado por Science China Press
