优化了微流体吹工艺,用于单步制造交联酸盐纳米纤维,采用质量设计方法
Ana Filipa Matos1, Alessio Pricci2, Serena Benedetti1
1Department of Biomolecular Sciences, University of Urbino Carlo Bo, Piazza del Rinascimento, 6, Urbino, PU 61029, Italy.
International journal of biological macromolecules
|July 27, 2025
概括
这项研究开发了一种新的微流体吹技术,以创建基托基纳米纤维贴片用于伤口愈合. 优化过程产生稳定,生物相容的贴片,控制纤维直径,以增强细胞生长和药物输送.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 再生医学是一种再生医学.
- 材料工程 材料工程 材料工程
背景情况:
- 奇托 (CS) 纳米纤维显示出用于伤口愈合应用的潜力.
- 基于CS的纳米纤维支架的受控制造对于有效的生物医学使用至关重要.
研究的目的:
- 开发一个单步微流体吹工艺,用于制造基/聚乙烯氧化物 (CS/PEO) 纳米纤维贴片.
- 使用实验设计 (DOE) 和计算流体动力学 (CFD) 来优化过程.
- 描述制造的贴片的物理,化学和生物特性.
主要方法:
- 设计了一种微流体吹装置,集成了层流芯片,用于混合CS和PEO溶液,并与三聚酸盐 (TPP) 进行交叉连接.
- 计算流体动力学 (CFD) 模拟用于模拟微流体混合.
- 使用2^4全级选设计,然后使用Box-Behnken优化设计 (DOE) 来优化过程参数.
- 分析了导线直径,分布和沉积时间,并对HaCaT角质细胞进行了细胞毒性测试.
主要成果:
- 优化的工艺条件产生了平均直径为295nm,分布宽约为150nm的纤维,沉积时间超过30分钟.
- 交联的CS/PEO补丁表现出增强的水稳定性,保留纤维结构,膨胀率为470±60%.
- 细胞毒性测试证实了该材料的安全性,并没有显示HaCaT细胞活力或蛋白质含量显著降低.
结论:
- 单步微流体吹工艺对于制造可调节的CS/PEO纳米纤维贴片是有效的.
- 优化的贴片是生物相容的,并具有适合伤口愈合应用的特性,包括控制药物释放和细胞支持.
- 这项技术为开发先进的伤口包裹材料提供了一个有前途的平台.
