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2024-05-25 12:21

研究人员展示了在一种纳米纤维中混合两种不相容成分的可能性

来自联邦物理化学医学临床研究中心、莫斯科物理与技术研究所和罗蒙诺索夫莫斯科国立大学的俄罗斯研究人员展示了在一种静电纺丝纤维中混合两种不相容成分——蛋白质和聚合物的可能性。发表在《皇家科学委员会进展》杂志上的这项研究还表明,由此产生的垫子可以逐渐释放这种蛋白质。含有蛋白质的混合垫在生物医学应用中很有前景,如烧伤和伤口敷料、药物输送和释放基质以及组织工程。

电纺的

由超细纤维组成的静电纺垫具有广泛的应用。它们可用于液体和气体过滤,细胞培养,药物输送,作为吸附剂和催化基质,用于防护服,抗菌伤口敷料和组织工程。

静电纺丝是一种利用静电场从聚合物中制造微纤维和纳米纤维的方法。在大约20千伏的高电压下,一旦库仑斥力克服了表面张力,一滴聚合物溶液就会带电并伸展成一根细纤维。

这项技术相当灵活,可以将一系列成分整合到电纺丝毡中:不同性质的微粒子和纳米粒子、碳纳米管、荧光染料、药物和抗菌剂、聚合物和生物聚合物混合物。这样,垫子的特性就可以被微调,以适应特定的实际应用。

Polymer-protein垫

静电纺垫通常是用载体聚合物制造的,它确保了稳定的纤维形成,并可以加入额外的成分。对于生物医学应用,通常需要生物可降解和生物相容性聚合物,聚乳酸是最常见的聚合物之一。PLA用于生产可降解包装、手术线、螺钉和别针。

在生物学和医学中使用聚乳酸的主要问题是它的疏水性,因此细胞粘附性差。为了解决这个问题,聚合物与蛋白质混合,因为它们无毒,亲水,自然代谢,可以作为治疗剂。

研究人员研究了由不溶于水的聚乳酸和一种叫做牛血清白蛋白(BSA)的水溶性球状蛋白组成的混合垫。在水介质中的实验表明,蛋白质成分逐渐从垫子中释放到溶液中。具体来说,席子中大约一半的蛋白质在一周内被溶解。这一效应可能应用于蛋白质类药物的缓释。

为了预测混合垫的特性,研究小组必须研究其中的蛋白质分布。需要注意的是,大多数聚合物不能很好地混合。在聚合物-蛋白质-溶剂体系中,组分倾向于分离成两种溶液。虽然这也适用于聚乳酸和BSA溶液,但静电纺丝使研究人员能够克服垫中的相分离。他们用荧光显微镜、EDX光谱和拉曼光谱三种独立的分析方法证明了这两种成分存在于每根纤维中。

他是MIPT分子和转化医学部门的研究员,也是俄罗斯联邦医学和生物机构物理化学医学联邦研究临床中心医学纳米技术实验室的负责人。