Kljub intenzivnim raziskavam na področju nanovlaken kot materiala za uporabo na področju celjenje ran in obnove tkiv, je obnašanje celic po stiku z nanovlakni in vitro in in vivo dokaj slabo poznano. Ta znanja pa so nujna za načrtovanje nanofibrilarnih materialov, ki so primerni za uporabo v biomedicini. Tako v raziskavi predstavljamo izdelavo nanovlaken iz polivinilnega alkohola (PVA) iz fizikalno-kemijsko ovrednotene polimerne raztopine z metodo elektrostatskega sukanja. Predstavljamo tudi metodo stabilizacije nanovlaken, ki ohranja morfologijo nanovlaken v vodnem okolju. Proučevanje učinkov nanofibrilarnega nadomestka na rast humanih keratinocitov kaže, da naključno usmerjena nanovlakna zakasnijo pritrjanje keratinocitov, a povečajo jakost adhezije, močno spremenijo morfologijo celic in povečajo njihovo metabolno aktivnost ter omejijo njihovo mobilnost. Dokazali smo, da zaradi majhnih por med vlakni, celice ne morejo učinkovito penetrirati v nanofibrilarno mrežo. Fleksibilni deli celic lahko prodrejo v nanofibrilarno mrežo, medtem ko celična jedra ostanejo na površini podlage iz nanovlaken. Dodaten razlog za slabo mobilnost je naključna usmerjenost nanovlaken, ki ne zagotavlja kontinuiranih poti za učinkovito infiltracijo celic. Zato lahko podlago iz nanovlaken z nanometrsko velikostjo interfibrilarnih por potencialno uporabimo za zagotavljanje učinkovite proliferacije celic in pospešitev površinskega celjenja ran, a ne za 3D obnovo tkiv. Dokazali smo, da usmerjena nanovlakna učinkovito usmerjajo migracijo in proliferacij celic, kar je ključna lastnost nanomaterialov za učinkovito regeneracijo tkiv, ki so visoko organizirane strukture.
COBISS.SI-ID: 3339121
Polimerna nanovlakna pripravljena z metodo elektrostatskega sukanja postajajo vse pomembnejša na področjih tkivnega inženirstva, oblog za rane ter dostave zdravilnih učinkovin. V raziskovalnem članku predstavljamo temeljito študijo reologije polimernih raztopin tako v njihovi notranjosti (»in bulk«) kot tudi na mejni površini raztopina-zrak, vse to z namenom, da bi poiskali povezavo med reološkimi lastnostmi raztopin ter njihovo sposobnostjo za elektrostatsko sukanje in morfologijo pripravljenih nanovlaken. Naši rezultati kažejo, da so zmesi hitosana ali alginata s polietilenoksidom primerne za elektrostatsko sukanje takrat, kadar raztopine tvorijo prevodne nestrukturirane sisteme, ki izkazujejo bistveno večjo stopnjo plastičnosti kot elastičnosti in to tako v notranjosti raztopine kot na mejni površini. Pri tem velja omeniti, da so interfacialne reološke lastnosti za tri velikostne razrede nižje kot tiste v notranjosti sistema. Nadalje smo kot prvi dokazali, da interfacialne reološke lastnosti, v primerjavi z »bulk« lastnostmi, izkazujejo bistveno boljšo korelacijo z metodo elektrostatskega sukanja in jih zato lahko učinkovito uporabljamo za napovedovanje uspešnosti procesa. Še več, na podlagi rezultatov interfacialnih parametrov lahko v skupini homolognih raztopin celo identificiramo različna koncentracijska področja ter določimo, iz katerih bodo nastala gladka nanovlakna. Ne glede na to pa velja poudariti, da »bulk« in interfacialna reologija podajata komplementarno informacijo. Lastnosti v notranjosti raztopine, ki jih določa zlasti uporabljena koncentracija polimera, namreč neposredno vplivajo na sam nastanek curka pri procesu elektrostatskega sukanja, medtem ko interfacialne lastnosti določajo neprekinjenost slednjega in s tem tvorbo vlaken. Tako zaključujemo, da je poznavanje interfacialnih reoloških lastnosti polimernih raztopin nepogrešljivo orodje pri oblikovanju procesa elektrostatskega sukanja.
COBISS.SI-ID: 3248753
Nanomedicina je predmet številnih raziskav zadnjega desetletja, njeno še posebej intenzivno preučevano področje pa so nanovlakna. To so trdna suha vlakna nanometrskega premera narejena iz najrazličnejših polimerov. Nanovlakna lahko učinkovito izdelamo z metodo elektrostatskega sukanja, ki jo odlikuje njena enostavnost, elegantnost, ponovljivost in kontinuiranost, uporabna pa je tudi na industrijskem nivoju. Na področju biomedicine predstavljajo nanovlakna edinstveno obliko materialov, saj na nanometrski skali zagotavljajo biomimetično okolje, na mikrometrski skali tridimenzionalno arhitekturo z želenimi lastnostmi površine, vse skupaj pa je kombinirano še z mehansko trdnostjo in fiziološko sprejemljivostjo na makro skali. Ključnega pomena je zlasti njihova sposobnost posnemanja vlaknastih elementov naravnega zunajceličnega ogrodja na najbolj pristen način do sedaj. V prispevku predstavljamo temeljne vidike procesa elektrostatskega sukanja in lastnosti nanovlaken s posebnim poudarkom na izrednem potencialu nanovlaken za namen dostavljanja zdravilnih učinkovin ali tkivnih nadomestkov.
COBISS.SI-ID: 3380081