Elektroformovannye smesi iz polilaktida i belkov krovi - ot issledovaniya sovmestimosti komponent k kontroliruemoy strukture biomateriala

Abstract

Full Text

Для развития тканевой инженерии необходимо создание биорезорбируемых материалов с контролируемой структурой и кинетикой деградации. Один из подходов к решению этой задачи состоит в формировании смесей из традиционных биомедицинских полиэфиров с белками, причем не только с малорастворимыми в воде структурными белками (например, коллагеном или эластином), но и с растворимыми, например, белками крови. Соотношение компонент такой смеси и их распределение в объеме материала будет определять его свойства. В данной работе мы исследовали смеси из полилак-тида и двух белков крови (альбумина и фибриногена) и использовали электроспиннинг (электроформование) для изготовления нетканых пленок из этих смесей. Электроспиннинг позволяет формировать изделия, состоящие из волокон с диаметром 100-1000 нм, которые имитируют структуру внеклеточного матрикса. Хотя возможности использования электроспиннинга для создания биомедицинских изделий подробно описаны, есть лишь единичные работы, которые рассматривают электроформованные полимер-белковые смеси. Изготовление изделий из смесей полиэфира и белка осложняется их низкой совместимостью, которая приводит к фазовому расслоению. Оно проявляется на этапе приготовления раствора полимера и белка в общем растворителе - 1,1,1,3,3,3-гексафторизо-пропаноле (ГФИП). Мы построили фазовую диаграмму трехкомпонентной системы из полилактида, бычьего сывороточного альбумина (БСА) и ГФИП. Мы сравнили структуру нетканых пленок, которые были сформированы из растворов различного состава и проследили взаимосвязь между составом смеси и особенностями морфологии пленки. Распределение компонент в составе волокон зависит от множества факторов. Используя спектроскопию комбинационного рассеяния света и сканирующую электронную микроскопию с рентгеновским микроанализом, мы показали, что при электроспиннинге поли-мер-белковой смеси из раствора в ГФИП могут быть сформированы разные по химическому составу типы нановолокон и нанолент - однокомпонентные или двух-компонетные. В последних полимер и белок совмещаются на масштабе, который определяется диаметром волокна (менее 1 мкм). Полилактид-белковые смеси более гидрофильные, чем чистый полилактид, и это может улучшать их биосовместимость. Мы надеемся, что аккуратный выбор условий формирования нетканых полилактид-белковых пленок позволит оптимизировать кинетику их деградации и создавать биомедицинские материалы принципиально нового типа.