Modelado de liberación y optimización de procesos de nanofibras de núcleo-capa de poli (óxido de etileno-poli...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Ingeniería Neural
• Química de los polímeros

Sus antecedentes:

• Las estrategias de regeneración neuronal se benefician de las señales topográficas y bioquímicas proporcionadas por las proteínas dentro de las cápsulas poliméricas.
• El electrospinado coaxial es una técnica clave para incrustar agentes bioactivos en nanofibras de núcleo para liberación controlada.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente los parámetros de electrospinado coaxial para optimizar las nanofibras alineadas de poli (óxido de etileno) y poli (l-lactido-co-glucólido) cargadas con factor de crecimiento nervioso (NGF).
• Para lograr un diámetro de fibra minimizado y una distribución de tamaño estrecho para aplicaciones de regeneración neuronal mejoradas.

Principales métodos:

• Utilizó un diseño de caja Behnken (BBD) para el enfoque de diseño de experimento para identificar parámetros óptimos de electrospinado.
• Se realizó un análisis de regresión para determinar la influencia de parámetros como el caudal, la velocidad del colector, el voltaje y la distancia en las características de las nanofibras.
• Caracterización de la cinética de liberación de NGF utilizando nanofibras optimizadas del núcleo de la cáscara.

Principales resultados:

• Se logró un diámetro de fibra minimizado (323 nm) y una distribución de tamaño (2,37%) con ajustes de parámetros específicos: caudal interno (0,33 mL/h), caudal externo (2 mL/h), velocidad del colector (500 rpm), voltaje (17 kV) y distancia (10 cm).
• La velocidad de flujo interno, la distancia del colector y el voltaje afectaron significativamente el diámetro de la fibra, mientras que la velocidad del colector fue crucial para la distribución del tamaño.
• La liberación de NGF exhibió un comportamiento bifásico: una liberación de ráfaga inicial (~ 81% en 8 horas) seguida de una liberación sostenida (~ 13% durante dos semanas), ajustándose a un modelo de Michaelis-Menten.

Conclusiones:

• Se ha establecido un método eficiente y sostenible para la fabricación de nanofibras de núcleo alineadas cargadas de NGF con dimensiones controladas.
• Las nanofibras optimizadas tienen un potencial significativo para avanzar en las terapias de regeneración neuronal al proporcionar señales topográficas y bioquímicas precisas.
• La cinética de liberación bifásica sugiere una disolución del núcleo PEO y un mecanismo de degradación PLGA, que ofrece perfiles de administración de fármacos ajustables.