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Les chercheurs montrent la possibilité de mélanger deux composantes incompatibles dans un nanofiber

Les chercheurs russes du centre clinique fédéral de recherches du médicament physico-chimique, de l'institut de Moscou de la physique et de la technologie, et de l'université de l'Etat de Lomonosov Moscou ont montré la possibilité de mélanger deux composantes incompatibles -- une protéine et un polymère -- dans une fibre d'electrospun. Publié dans la catégorie soutien du renforcement avance, l'étude explique également que le couvre-tapis donnant droit peut graduellement relâcher la protéine. Les couvre-tapis mélangés contenant des protéines sont prometteurs pour des applications biomédicales comme brûlure et des pansements, modifications pour la distribution de médicament et le desserrage, et dans le bureau d'études de tissu.

Electrospinning

Les couvre-tapis d'Electrospun se composant des fibres ultrafine ont de nombreuses applications. Ils peuvent être employés pour le liquide et le gaz filtrant, cultivation de cellules, distribution de médicament, comme sorbants et modifications catalytiques, dans le vêtement protecteur, le pansement antibactérien, et le bureau d'études de tissu.

Electrospinning est une méthode pour la fabrication micro et les nanofibers des polymères qui comporte l'utilisation d'un champ électrostatique. Sous une haute tension d'environ 20 kilovolts, une goutte de solution de polymère devient électrifiée et s'étend à l'extérieur dans une fibre mince une fois que la répulsion de coulomb surmonte la tension superficielle.

La technique est assez flexible et permet à une gamme des composantes d'être comportée aux couvre-tapis d'electrospun : micro et nanoparticles de nature différente, nanotubes de carbone, teintures fluorescentes, médicaments et agents, polymère et mélanges antibactériens de biopolymère. De cette façon les propriétés des couvre-tapis peut être réglée avec précision pour adapter une application pratique spécifique.

couvre-tapis de Polymère-protéine

Un couvre-tapis d'electrospun est souvent fabriqué avec du polymère de transporteur, qui assure la formation stable de fibre et peut comporter les composantes complémentaires. Pour des applications biomédicales, des polymères biodégradables et biocompatibles sont habituellement exigés, et l'acide polylactique est parmi le plus courant. Le PLA est employé pour produire l'emballage dégradable, les filetages chirurgicaux, les vis, et les chevilles.

Le principal problème avec employer le PLA en biologie et médicament est sa nature hydrophobe, et pour cette raison adhérence cellulaire faible. Pour adresser ceci, le polymère est mélangé avec des protéines, parce qu'elles sont non-toxiques, hydrophiles, naturellement métabolisé, et peuvent agir en tant qu'agents thérapeutiques.

Les chercheurs étudiés ont mélangé des couvre-tapis comprenant le PLA insoluble dans l'eau et une albumine appelée de sérum de boeuf de protéine globulaire soluble dans l'eau, ou BSA. Les expériences dans un support de l'eau ont montré l'élément protéique à décharger du couvre-tapis dans la solution graduellement. Particulièrement, environ la moitié de la protéine dans le couvre-tapis a été dissous au-dessus d'une semaine. Cet effet propose des applications possibles dans le desserrage prolongé des médicaments à base de protéines.

Pour prévoir les propriétés des couvre-tapis mélangés, l'équipe a dû étudier la distribution de protéine dans eux. L'opposition est que la plupart des polymères ne se mélangent pas bien. Dans un système de polymère-protéine-solvant, les composantes tendent à séparer dans deux solutions. Bien que ceci s'applique aux solutions de PLA et de BSA, electrospinning a permis aux chercheurs de surmonter la séparation de phase dans des couvre-tapis. Ils ont montré que les deux composantes étaient présents dans chaque fibre avec trois méthodes analytiques indépendantes : microscopie à fluorescence, spectroscopie d'EDX, et spectroscopie de Raman.

Les couvre-tapis mélangés parprotéine d'Electrospun ont beaucoup d'applications possibles. En variant la quantité de protéine, vous pouvez ajuster comment rapidement la biodégradation de couvre-tapis se produit. Les nombreux groupes fonctionnels de la protéine nous permettent de modifier la surface de couvre-tapis en fixant des composés chimiques à elle. Des couvre-tapis mélangés à base de protéines ont pu également être utilisés en tant que filtres sélecteurs ou pour le desserrage prolongé de médicament, par exemple, dans la brûlure et les pansements. »

Dmitry Klinov, co-auteur de l'étude

Il est un chercheur au service moléculaire et de translation de MIPT de médicament et au chef du laboratoire des nanotechnologies médicales au centre clinique fédéral de recherches du médicament physico-chimique de l'agence médicale et biologique fédérale de la Russie.

Source:
Journal reference:

Pavlova, E., et al. (2020) The miscibility and spatial distribution of the components in electrospun polymer–protein mats. RSC Advances. doi.org/10.1039/C9RA10910B.