En la película "Transformadores", los automóviles se transforman en robots, jets o en una variedad de maquinaria. Un concepto similar inspiró a un grupo de investigadores a combinar la formación de espuma de gas, que es una mezcla de productos químicos que induce el burbujeo de gas, y las tecnologías de moldeo 3D paraTransforme rápidamente las membranas electrohiladas en formas 3D complejas para aplicaciones biomédicas.
adentro Revisiones de física aplicada , de AIP Publishing, el grupo informa sobre su nuevo enfoque que demuestra mejoras significativas en velocidad y calidad en comparación con otros métodos. El trabajo es también la primera demostración exitosa de la formación de construcciones de tejido neural 3D con una estructura ordenada a través de la diferenciación de humanoscélulas madre / progenitoras neurales en estos andamios de nanofibras 3D transformados.
"El electrohilado es una tecnología para producir membranas de nanofibras", dijo el coautor Jingwei Xie, del Centro Médico de la Universidad de Nebraska. "El principio físico detrás de esto implica aplicar una fuerza eléctrica para superar la tensión superficial de una solución para alargar unchorro de solución en fibras continuas y ultrafinas después de la evaporación del solvente "
Debido a una propiedad intrínseca de la electrohilatura, las nanofibras a menudo se depositan para formar membranas u hojas 2D con estructuras densas y tamaños de poros pequeños que son menores que el tamaño de las células.
"Esto inhibe en gran medida las aplicaciones de nanofibras electrohiladas, porque las células no pueden sembrar o penetrar a través de las membranas de nanofibras, lo que es indeseable", explicó.
Los investigadores combinaron conceptos de espuma de gas y moldeado 3D para expandir las membranas de nanofibras dentro de un espacio confinado para formar objetos de nanofibras 3D prediseñados en formas cilíndricas, cuboides, esféricas e irregulares.
"Nuestros objetos 3D tienen el tamaño de poro apropiado y la alineación de fibra controlada para guiar y mejorar la penetración celular para formar tejido nuevo", dijo Xie.
El trabajo del grupo es significativo, ya que se puede hacer en una hora. Otros métodos pueden requerir hasta 12 horas para completar el proceso de transformación.
"Gracias a la capacidad de imitar la arquitectura de la matriz extracelular, las nanofibras electrohiladas muestran un gran potencial en aplicaciones como ingeniería de tejidos, medicina regenerativa y modelado de tejidos", dijo Xie.
Uno de los hallazgos más intrigantes del grupo es que después de recubrir objetos de nanofibras 3D con gelatina, exhiben superelasticidad y recuperación de forma.
"Los andamios recubiertos de gelatina en forma de cubo funcionalizados con recubrimientos de polipirrol exhibieron conductividad eléctrica dinámica durante la compresión cíclica", dijo.
También demostraron que los objetos de nanofibras en forma de cuboides eran efectivos para la hemorragia compresible en un modelo de lesión hepática de cerdo.
En el futuro, el método del grupo puede ayudar a "habilitar biomateriales libres de terapia para la reparación y regeneración de tejidos, como el uso de objetos de nanofibras prediseñados para adaptarse a defectos irregulares del tejido", dijo Xie. "Más allá de eso, la superelasticidad y la recuperación de la forma podrían permitir 3D-nanofiber objetos para ser aplicados de una manera mínimamente invasiva. "
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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