Vliv stabilizační metody freeze – thaw na vlastnosti nanovlákenných scaffoldů založených na PVA

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F21%3A00009308" target="_blank" >RIV/46747885:24210/21:00009308 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24510/21:00009308

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vliv stabilizační metody freeze – thaw na vlastnosti nanovlákenných scaffoldů založených na PVA

Popis výsledku v původním jazyce

Nanovlákenné materiály s inkorporovanými růstovými faktory mají velký potenciál pro použití v tkáňovém inženýrství. Inkorporace proteinů do nanovláken z vodorozpustného polyvinylalkoholu (PVA) zabraňuje ztrátě aktivity proteinů v průběhu výroby materiálu, nicméně proteiny se následně velmi rychle uvolňují (vlivem rozpouštění PVA ve vodném prostředí). Tato práce se zaměřuje na fyzikální stabilizaci materiálů vyrobených z PVA s vysokým stupněm hydrolýzy (98 %) a vysokou molekulovou hmotností (125 000 g / mol) s inkorporovanými trombocytárními růstovými faktory (PL). Materiály s průměrem vláken 270 až 435 nm byly vyrobeny elektrickým zvlákňováním a podrobeny fyzikálnímu síťování metodou „freeze – thaw“ (F-T). Metoda je založena na posilování vodíkových můstků mezi molekulami PVA díky opakovanému zmrazení a následnému rozmrazení. Vliv na síťování (vedle materiálových parametrů) má počet aplikovaných cyklů F-T, a také použité teploty. V práci bylo sledováno 5 a 10 cyklů F-T, při teplotách freeze -20 °C a thaw 4 °C, 22 °C a 37 °C. Následně byl sledován vliv aplikovaného F-T na změnu krystalinity a rozpustnost PVA nanovláken a dále na rychlost uvolňování inkorporovaných proteinů. Z dosažených výsledků je patrné, že vlivem F-T dochází ke zvýšení krystalinity PVA a zároveň ke snížení jeho rozpustnosti až o 18 %. Také bylo pozorováno zpomalení uvolňování proteinů o 17 %. Získané výsledky směřují k předpokladu, že na rozdíl od ostatních síťovacích metod, které nejsou vhodné z důvodu možných cytotoxických účinků síťovacího činidla, metoda F-T je jednou ze šetrnějších metod fyzikálního síťování pro inkorporaci biologicky aktivních látek. Snížená rozpustnost PVA a pozvolnější uvolňování inkorporovaných nativních proteinů ze stabilizovaného F-T materiálu mají potenciální použití např. při hojení velkých a chronických kožních poranění.

Název v anglickém jazyce

Influence of freeze - thaw stabilization method on properties of nanofiber scaffolds based on PVA

Popis výsledku anglicky

Nanofibrous materials with incorporated growth factors have great potential for use in tissue engineering. The incorporation of proteins into nanofibers from water-soluble polyvinyl alcohol (PVA) prevents the loss of protein activity during the production of the material, however, the proteins are subsequently released very quickly (due to the dissolution of PVA in the aqueous medium). This work focuses on the physical stabilization of materials made from PVA with a high degree of hydrolysis (98%) and high molecular weight (125,000 g / mol) with incorporated platelet-derived growth factors (PL). Materials with a fiber diameter of 270 to 435 nm were produced by electrospinning and subjected to physical cross-linking using the „freeze-thaw” (F-T) method. The method is based on strengthening the hydrogen bonds between PVA molecules due to repeated freezing and subsequent thawing. The number of applied F-T cycles, as well as the temperatures used, have an effect on the crosslinking (in addition to the material parameters). The work followed 5 and 10 cycles of F-T, at freeze temperatures of -20 ° C and thaw 4 ° C, 22 ° C and 37 ° C. Subsequently, the effect of applied F-T on the change in crystallinity and solubility of PVA nanofibers and on the release rate of incorporated proteins was studied. The results show that F-T increases the crystallinity of PVA and at the same time reduces its solubility by up to 18%. A 17% delay in protein release was also observed. The obtained results suggest that, unlike other cross-linking methods that are not suitable due to the possible cytotoxic effects of the cross-linking agent, the F-T method is one of the more gentle methods of physical cross-linking for the incorporation of biologically active substances. The reduced solubility of PVA and the more gradual release of incorporated native proteins from the stabilized F-T material have potential use, for example, in the healing of large and chronic skin wounds.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

21001 - Nano-materials (production and properties)

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů