El secado por congelación mediado por etanol permite aerogeles de celulosa bacteriana robustos para mejorar la carga...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería de Biomateriales
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los aerogeles de celulosa bacteriana (BCA) ofrecen un gran potencial para aplicaciones biomédicas.
• Los métodos de producción convencionales (secado supercrítico, secado por congelación estándar) sufren limitaciones como la fragilidad, la baja resistencia mecánica y los altos costos.
• Se necesitan métodos escalables y rentables para ACV de alto rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de liofilización mediada por etanol (EMFD) escalable y rentable para la producción de aerogeles de celulosa bacteriana (BCA) de alto rendimiento.
• Investigar el impacto de la concentración de la solución etanol-agua en las propiedades del BCA.
• Evaluar el potencial de los BCAs derivados del EMFD en la administración de fármacos y la hemostasis.

Principales métodos:

• Los hidrogeles de celulosa bacteriana (BCH) fueron tratados con soluciones de etanol y agua (EW) de diferentes concentraciones.
• Los hidrogeles tratados se sometieron a liofilización para producir BCAs.
• Se caracterizó la morfología, la resistencia mecánica, la porosidad y el área de superficie específica de los BCAs resultantes.
• El rendimiento de los BCAs como portadores de fármacos y materiales hemostáticos se evaluó in vitro e in vivo.

Principales resultados:

• La estrategia EMFD produjo efectivamente BCAs con mayor integridad estructural y propiedades mecánicas en comparación con los métodos convencionales.
• El BCA derivado del 10% de EW mostró un rendimiento óptimo con una resistencia a la tracción de 0,75 MPa y una superficie específica de 228,7 m2/g.
• Los BCAs optimizados exhibieron una densidad ultra baja (~ 7,44 mg / cm3), alta porosidad (~ 99%) y una red de nanofibra 3D robusta.
• Estos BCAs demostraron una carga rápida de fármaco, una mayor capacidad de carga, una liberación sostenida y un rendimiento hemostático superior.

Conclusiones:

• El método de liofilización mediada por etanol (EMFD) es un método sencillo, rentable y escalable para fabricar aerogeles de celulosa bacteriana (BCA) de alto rendimiento.
• Los BCAs derivados de EMFD poseen propiedades mecánicas superiores, alta porosidad y un excelente rendimiento como portadores de fármacos y materiales hemostáticos.
• Esta estrategia aborda las limitaciones clave de los métodos convencionales, allanando el camino para aplicaciones biomédicas más amplias de los ACB.