Investigadores de la Universidad de Georgia han desarrollado una forma económica de fabricar cuerdas de polímero extraordinariamente delgadas comúnmente conocidas como nanofibras. Estos polímeros pueden estar hechos de materiales naturales como proteínas o de sustancias artificiales para hacer plástico. caucho o fibra, incluidos los materiales biodegradables.

El nuevo método apodado "magnetospinning" por los investigadores, proporciona una muy simple, medios escalables y seguros para producir cantidades muy grandes de nanofibras que se pueden incrustar con una multitud de materiales, incluidas las células vivas y los fármacos.

Muchos miles de veces más delgado que el cabello humano promedio, Los investigadores médicos utilizan nanofibras para crear apósitos avanzados para heridas y para la regeneración de tejidos. prueba de drogas, terapias con células madre y administración de medicamentos directamente al sitio de la infección. También se utilizan en otras industrias para fabricar pilas de combustible, baterías filtros y pantallas emisoras de luz.

"El proceso que hemos desarrollado hace posible que casi cualquier persona fabrique nanofibras de alta calidad sin la necesidad de equipos costosos". "dijo Sergiy Minko, coautor del estudio y profesor de polímeros de Georgia Power, Fibras y Textiles en la Facultad de Ciencias de la Familia y el Consumidor de la UGA. "Esto no solo reduce los costos, pero también hace posible que más empresas e investigadores experimenten con nanofibras sin preocuparse demasiado por su presupuesto ".

En la actualidad, La técnica de fabricación de nanofibras más común, el electrohilado, utiliza electricidad de alto voltaje y equipos especialmente diseñados para producir las cuerdas de polímero. Los operadores de equipos deben tener una amplia formación para utilizar el equipo de forma segura.

"A diferencia de otros dispositivos giratorios de nanofibras, la mayor parte del equipo que se utiliza en nuestro dispositivo es muy simple, "Dijo Minko." Esencialmente, todo lo que necesitas es un imán, una jeringa y un motor pequeño ".

A escala de laboratorio, una configuración muy simple hecha a mano es capaz de producir bobinas que contienen cientos de yardas de nanofibras en cuestión de segundos. El polímero que se ha derretido o licuado en una solución se mezcla con óxido de hierro biocompatible u otro material magnético y se coloca dentro de una aguja hipodérmica. Luego, esta aguja se coloca cerca de un imán que se fija encima de un plato circular giratorio. Cuando el imán pasa por la punta de la aguja, una gota del fluido polimérico se extiende y se adhiere al imán, formando una cuerda de nanofibras que se enrolla alrededor del plato a medida que continúa girando.

El dispositivo puede girar a más de 1, 000 revoluciones por minuto, tiempo suficiente para crear más de 50 kilómetros, o aproximadamente 31 millas, de nanofibras ultrafinas.

Es un proceso relativamente simple, pero produce un producto de muy alta calidad, dijo Alexander Tokarev, coautor del artículo e investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Minko.

"El producto que podemos hacer es tan delgado y tan fuerte como las nanofibras creadas a través de otros métodos, ", dijo." Además, los usuarios no tienen que preocuparse por los problemas de seguridad derivados del uso de altos voltajes o la complejidad de otras máquinas ".

Los investigadores pueden usar este método para crear una variedad de nanofibras simplemente cambiando el polímero colocado en la jeringa. Ellos pueden, por ejemplo, crear nanofibras especialmente diseñadas que promoverán el crecimiento de células madre. Fibras como estas se utilizan actualmente para crear andamios para tejidos y órganos cultivados en laboratorio.

Las nanofibras también se pueden cargar con proteínas, nanotubos, materiales fluorescentes y agentes terapéuticos.

"Podemos utilizar casi cualquier tipo de polímero con esta plataforma, y podemos personalizar las nanofibras para diferentes aplicaciones, "Dijo Minko." Es como cocinar. Solo cambiamos un poco los ingredientes, y el tipo de fibra que obtenemos es muy diferente ".