Zeitschrift für Nanomedizin und biotherapeutische Entdeckung
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Abstrakt

Nanofasern aus Poly(vinylalkohol-co-vinylacetat) als neuartiges Gerüst für die Säugetierzellkultur und kontrollierte Arzneimittelverabreichung

Francisca Villanueva Flores

Die Entwicklung neuartiger Materialien als Gerüste für die Zellkultur hat an Aufmerksamkeit gewonnen. Die aktuelle Herausforderung besteht darin, ein Gerüst bereitzustellen, das natürliches Gewebe nachahmt. Wir haben bei physiologischer Temperatur ein pH-reaktives und biokompatibles nanostrukturiertes Hydrogel mit drei verschiedenen Vernetzungsgraden synthetisiert, indem wir den Glutaraldehydgehalt (GA) variiert haben. Laut unseren Daten aus Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und FTIR haben wir beobachtet, dass das Hydrogel aus hochgeordneten Nanofasern aus Polyvinylalkohol-co-Vinylacetat (nsPAcVA) besteht. Durch Rasterkraftmikroskopie (AFM) haben wir gezeigt, dass nsPAcVA homogen auf seiner Oberfläche verteilte Nanoporen aufweist. Wir haben die relative Menge der verbleibenden Hydroxylgruppen und der gebildeten Acetalbrücken durch FTIR und durch mechanische Tests charakterisiert; wir haben den Elastizitätsmodul, die Dehnungsspannung, die elastische Verformung und die Zugfestigkeit gemessen. nsPAcVA wies eine Quelldynamik auf, die von pH-Wert und Vernetzung abhängig war. Durch zyklische Voltammetrie haben wir gezeigt, dass nsPAcVA Ionenleitfähigkeitseigenschaften besitzt, die umgekehrt proportional zu seinem Vernetzungsgrad sind. Auf dieser Grundlage haben wir seine Fähigkeit bewertet, ein Modellmolekül kontrolliert freizusetzen. Eine Diffusionsanalyse mithilfe der Peppas-Gleichung zeigte, dass bei niedrigeren Vernetzungsgraden (5 und 10 % des GA-Gehalts) die Diffusion von nsPAcVA Fickianisch war. Darüber hinaus haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass nsPAcVA ein effizientes Gerüst für das Wachstum von Säugetierzellen ist (embryonale hypothalamische mHypoE-N1-Zellen von Mäusen und menschliche Lungenkarzinomzellen A-549). Auf nsPAcVA gewachsene mHypoE-Zellen hatten eine geringere Proliferation als die Kontrollzellen, aber nach 108 Stunden Anpassung proliferierten die Zellen auf vergleichbarem Wachstumsniveau wie die Kontrollzellen. Es wurde kein signifikanter Unterschied im Wachstum von A-549-Zellen gegenüber nsPAcVA und der Kontrollzelle beobachtet. Wir präsentieren ein sehr einfach synthetisierbares, kostengünstiges, biokompatibles und nanostrukturiertes Gerüst für die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten mit vielversprechenden physikochemischen Eigenschaften, das als Material für die Gewebezüchtung eingesetzt werden kann und abiotische und biotische  Komponenten für eine neue Generation intelligenter Implantate integriert, die letztendlich natürliches Gewebe nachahmen könnten.