El electrohilado utiliza campos eléctricos para manipular fibras a nanoescala y microescala. La técnica está bien desarrollada, pero requiere mucho tiempo y es costosa. Un equipo de la Universidad Tecnológica de Michigan ideó una nueva forma de crear nanofibras personalizables para cultivos celulares en crecimiento que reduce el tiempodedicados a eliminar disolventes y productos químicos tóxicos. Su trabajo se publica en Elsevier's Materialia .
Smitha Rao, profesora asistente de ingeniería biomédica en Michigan Tech, dirigió la investigación. Dijo que el enfoque es innovador, "estamos llegando a esto completamente de lado", y que el equipo se centró en optimizar la producción de nanofibras electrohiladas. Las nanofibras se utilizan comoandamios, formados por hebras y bolsas, que pueden hacer crecer células.
"Queremos un andamio ensamblado y altamente alineado que tenga estructuras y patrones ideales que gusten a las celdas", dijo Rao. "Tome una celda, colóquela en materiales porosos en lugar de materiales elásticos en lugar de materiales duros, y resulta queLa celda hace cosas diferentes. Por lo general, utiliza materiales variados para obtener estas características diversas. Las celdas responden de manera diferente cuando las coloca en diferentes superficies, así que ¿podemos hacer andamios que proporcionen estas diferentes condiciones mientras se mantienen los materiales iguales? "
En pocas palabras, sí. Y hacer andamios personalizables es sorprendentemente simple, especialmente cuando se compara con los laboriosos procesos de fundición y aditivos que se usan típicamente para producir andamios adecuados para electrohilado. Además, el equipo de Rao descubrió un efecto secundario agradable.
"Tomamos los polímeros, luego los ponemos en soluciones, y se nos ocurrió esta fórmula mágica que funciona, y luego tuvimos que aplicar electrospin", explicó Rao, y agregó que el equipo notó algo extraño durante el proceso..
"Vimos que las celdas se alineaban sin que nosotros aplicamos nada externamente. Por lo general, para alinearlas hay que ponerlas en un campo eléctrico, o ponerlas en una cámara y agitar el andamio para forzarlas a alinearse en una dirección particularaplicando tensiones externas ", dijo." Básicamente, estamos tomando piezas de este andamio, arrojándolo en una placa de cultivo y dejando caer células sobre él ".
Cuando se hace girar en un campo eléctrico, imagina una máquina de algodón de azúcar, las células autoalineantes siguen el patrón de hebra y bolsillo de las nanofibras subyacentes. El equipo de Rao, incluido el autor principal y estudiante de doctorado Samerender Nagam Hanumantharao y el estudiante de maestríaCarolynn Que, descubrió que las diferentes intensidades de campo eléctrico dan como resultado diferentes tamaños de bolsillo. A 18 kilovoltios, la magia ocurre y las fibras se alinean exactamente. A 19 kilovoltios, se forman pequeñas bolsas, ideales para mioblastos cardíacos. A 20 kilovoltios, los panales de bolsas se expandenen las fibras. Las células óseas prefieren las bolsas formadas a 21 kilovoltios; las células dérmicas no son quisquillosas, pero especialmente como las espaciosas habitaciones que crecen a 22 kilovoltios.
El equipo de Rao probó una variedad de mezclas de polímeros y descubrió que algunos de los materiales más comunes siguen siendo probados y verdaderos. Su mezcla mágica de dos polímeros les permitió manipular el tamaño de bolsillo de nanofibras; una mezcla de tres polímeros que modifica las propiedades mecánicasLos polímeros incluyen policaprolactona PCL, biodegradable y fácil de moldear, y polianilina conductora PANI, que juntos formaron una mezcla de dos polímeros, que podrían combinarse con difluoruro de polivinilideno PVDF.
"Debido a que la polianilina es conductora en la naturaleza, la gente puede arrojarla a la matriz de fibra para obtener andamios conductores para células como las neuronas", dijo Rao. "Sin embargo, nadie ha utilizado estos materiales para manipular las condiciones del proceso".
Ser capaz de usar los mismos materiales para crear diferentes características de nanofibras significa eliminar las variables químicas y físicas que pueden alterar los resultados experimentales. Rao espera que a medida que más investigadores usen las mezclas y el proceso de su equipo, se acelerará la investigación para comprender mejor los mecanismos neuronales., acelerar la tecnología de cicatrización de heridas, probar líneas celulares e impulsar la creación rápida de prototipos en ingeniería biomédica.
"Estamos tratando de simplificar el proceso para responder una pregunta muy compleja: ¿cómo proliferan y crecen las células?", Dijo Rao. "Este es nuestro bloque de construcción básico; este es el Lego de dos por dos. Y usted puedeconstruye lo que quieras a partir de ahí ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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