신재료: 정전기 방사는 서로 용납되지 않는 성분을 나노섬유에 혼합한다
연방물리화학의학임상연구센터, 모스크바물리기술연구소와 로몬노소프모스크바국립대학의 러시아 연구진은 한 전방섬유에 두 가지 서로 용납되지 않는 성분(단백질과 중합물)이 섞일 수 있다고 밝혔다.이 연구는 또'RSC 진전'에 발표됐으며, 얻은 매트가 단백질을 점차 방출할 수 있다는 사실도 밝혀졌다.단백질이 함유된 혼합석은 화상이나 상처 팩 같은 생물의학 응용, 약물 배달과 방출의 기질 및 조직 공학에 쓰일 전망이다.
정전기 방사
초세섬유로 구성된 전방 패드는 많은 응용이 있다.이들은 방호복, 항균 상처 팩과 조직 공정 중의 액체와 기체 여과, 세포배양, 약물 수송에 사용되며 흡착제와 촉매기질로 쓰인다.
전방사는 중합물로 마이크로섬유와 나노섬유를 제조하는 방법으로 정전장의 사용과 관련된다.약 20킬로볼트의 고압 아래에서 쿨롱의 배척력이 표면 장력을 극복하면 폴리머 용액 한 방울이 전기를 띠고 가는 섬유로 뻗어나간다.
이 기술은 상당히 유연하여 여러 가지 성분을 전방 패드에 섞을 수 있다. 성질이 다른 마이크로미터와 나노 입자, 탄소 나노관, 형광 염료, 약물과 항균제, 중합물과 생물 중합물 혼합물이다.이렇게 하면 매트리스의 특성을 미세하게 조정하여 특정한 실제 응용에 적합하게 할 수 있다.
고분자 단백질 패드
전방 패드는 보통 캐리어 폴리머로 만들어져 안정적인 섬유 형성을 확보하고 다른 성분을 넣을 수 있다.생물의학의 응용에는 일반적으로 생물강해와 생물상용의 중합물이 필요하지만, 폴리유산은 가장 흔히 볼 수 있는 중합물 중의 하나이다.PLA는 분해 가능한 포장, 수술용 나사, 나사, 핀을 생산하는 데 쓰인다.
생물학과 의학에서 PLA를 사용하는 주요 문제는 소수성이어서 세포 접착성이 떨어진다는 것이다.이 문제를 해결하기 위해 중합물과 단백질을 혼합하면 독성, 친수, 천연대사가 없고 치료제를 충당할 수 있기 때문이다.
연구진은 수용성 PLA와 우혈청백단백질 또는 BSA라고 불리는 수용성 구상단백질로 구성된 혼합 패드를 연구했다.물 매체에서 진행된 실험에 따르면 단백질 성분은 매트리스에서 용액으로 점차 방출된다.구체적으로 매트에 있는 단백질의 절반가량은 일주일 안에 용해된다.이런 작용은 단백질 기반 약물의 방출을 연장하는 데 응용될 수 있음을 보여준다.
연구팀은 혼합 패드의 성능을 예측하기 위해 단백질 분포를 연구해야 했다.주의해야 할 것은 대다수의 중합물이 잘 혼합되지 않는다는 것이다.중합물-단백질-용제 시스템에서 성분은 두 종류의 용액으로 분리되는 경향이 있다.비록 이것은 PLA와 BSA 솔루션에 확실히 적용되지만 정전기 방사는 연구원들이 매트리스의 상분리를 극복할 수 있게 한다.그들은 세 가지 독립된 분석 방법을 통해 두 가지 성분이 모두 모든 광섬유에 존재한다는 것을 나타냈다(그림1): 형광현미경, EDX 스펙트럼과 라만 스펙트럼.
"전방 폴리머 - 단백질 혼합 돗자리는 많은 응용 가능성이 있다. 단백질의 양을 바꾸면 돗자리 생물의 분해 속도를 조절할 수 있다. 이 단백질의 여러 기능 기단은 화학 화합물을 돗자리 표면에 부착시켜 장식할 수 있다. 단백질 혼합 돗자리는 선택적 필터로 사용하거나 약물 방출 시간을 연장할 수 있다.만약 화상과 상처 팩에 사용한다면."연구 공동 저자인 Dmitry Klinov는 이렇게 평했다.MIPT 분자·전환의학과 연구원이며 러시아 연방의학·생물국 물리화학의학 연방연구임상센터 의학 나노기술실험실 책임자다.
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