生物物理学家将不相容的成分混合在一根纳米纤维中

来自联邦物理化学医学临床研究中心，莫斯科物理技术研究所和罗蒙诺索夫莫斯科国立大学的俄罗斯研究人员表明，在一种电纺纤维中可能混入两种不相容的成分(一种蛋白质和一种聚合物)。该研究还发表在《RSC进展》上，该研究还表明所得的垫子可以逐渐释放蛋白质。含有蛋白质的混合席子有望用于生物医学应用，如烧伤和伤口敷料，用于药物递送和释放的基质以及组织工程中。

静电纺丝

由超细纤维组成的电纺垫有许多应用。它们可用于防护服，抗菌伤口敷料和组织工程中的液体和气体过滤，细胞培养，药物输送，作为吸附剂和催化基质。

电纺丝是一种由聚合物制造微纤维和纳米纤维的方法，涉及静电场的使用。在大约20千伏的高压下，一旦库仑排斥力克服表面张力，一滴聚合物溶液就会带电并伸展成细纤维。

该技术相当灵活，可以将多种成分掺入电纺垫中：性质不同的微米和纳米颗粒，碳纳米管，荧光染料，药物和抗菌剂，聚合物和生物聚合物混合物。这样，可以对垫子的特性进行微调以适合特定的实际应用。

高分子蛋白垫

电纺垫通常由载体聚合物制成，可确保稳定的纤维形成并可以加入其他组分。对于生物医学应用，通常需要可生物降解和生物相容的聚合物，而聚乳酸是最常见的聚合物之一。PLA用于生产可降解的包装，手术用螺纹，螺钉和销钉。

在生物学和医学中使用PLA的主要问题是其疏水性，因此细胞粘附性较差。为了解决这个问题，将聚合物与蛋白质混合，因为它们无毒，亲水，天然代谢并且可以充当治疗剂。

研究人员研究了由水不溶性PLA和称为牛血清白蛋白或BSA的水溶性球状蛋白组成的混合垫。在水介质中进行的实验表明，蛋白质成分将从垫子中逐渐释放到溶液中。具体而言，垫子中约有一半的蛋白质在一周内溶解。这种作用表明可能在延长基于蛋白质的药物的释放中应用。

为了预测混合垫的性能，研究小组不得不研究其中的蛋白质分布。需要注意的是，大多数聚合物混合得不好。在聚合物-蛋白质-溶剂系统中，组分倾向于分离成两种溶液。尽管这确实适用于PLA和BSA解决方案，但静电纺丝使研究人员能够克服垫子中的相分离。他们通过三种独立的分析方法显示了两种成分都存在于每根光纤中(图1)：荧光显微镜，EDX光谱和拉曼光谱。

“电纺聚合物-蛋白质混合席子有许多可能的应用。通过改变蛋白质的量，您可以调整席子生物降解的速度。该蛋白质的众多功能基团使我们能够通过将化学化合物附着到席子表面来对其进行修饰。基于蛋白质混合垫还可以用作选择性过滤器或延长药物释放时间，例如在烧伤和伤口敷料中使用。”研究合著者Dmitry Klinov评论道。他是MIPT分子和转化医学系的研究员，并且是俄罗斯联邦医学和生物局物理化学医学联邦研究临床中心医学纳米技术实验室的负责人。