Badania mikroskopowe nanowłóknistych struktur z polilaktydu i żelatyny jako potencjalnych biomateriałów dla medycyny regeneracyjnej

W wyniku procesu elektroformowania (ang. electro-spinning, ES) otrzymywana jest włóknista forma polimeru. W wyniku modyfikacji polimerowego prekursora poprzez dodatek nanomodyfikatorów możliwe staje się uzyskanie włókien nanokompozytowych. Jednoczesne elektroformowanie (ang. concurrent electrospinning, co-ES), stanowiące modyfikację standardowej techniki ES, umożliwia wytworzenie nowej grupy materiałów, np. powłok zbudowanych z różnorodnych komponentów, włóknistych struktur przestrzennych na rusztowania komórkowe, materiałów gradientowych o różnym udziale składnika włóknistego, włóknistych zbrojeń w technologii nanokompozytów i wielu innych. Celem niniejszej pracy było opracowanie warunków formowania nanowłókien z PLA i GEL. Badania te stanowią pierwszy etap pracy, której celem jest opracowanie warunków jednoczesnego elektroformowania kompozytowej struktury PLA/GEL. W ramach omawianej pracy otrzymano oddzielnie włókna polimerowe z PLA lub żelatyny. W tym celu przeprowadzono proces elektroformowania z wykorzystaniem układu doświadczalnego zaprojektowanego i skonstruowanego w Katedrze Biomateriałów, AGH. Włókniste osady w formie maty były zbierane na uziemionym, obracającym się kolektorze pokrytym folią aluminiową. Otrzymane materiały były badane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (ang. scanning electron microscope, SEM). Podczas badania uzyskanych włókien polimerowych wyznaczono ich średnice oraz analizowano ich morfologię. Średnice uzyskanych włókien z PLA zawierają się w przedziale 0,8-2,0 μm, natomiast włókien żelatynowych w przedziale 0,3-0,6μm. Uzyskane wartości charakteryzowały się niewielkim zróżnicowaniem i zależały od warunków eksperymentalnych procesu elektroformowania. Przedstawiono także wyniki badań otrzymywania włóknistej warstwowej kompozycji złożonej z nanowłókien. Podczas tego procesu na włókna polilaktydowe zebrane na folii aluminiowej nałożono warstwę włókien żelatynowych. Uzyskane struktury były badane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego.

During the electrospinning (ES) process fibrous form of the polymer is obtained. Due to specific modification of a polymer precursor with nanoconstituents, nanocomposite fibres can also be produced. The concurrent electrospinning (co-ES) technique is a modification of the standard ES method in which multiple polymeric jets are being generated. This technique enables to develop new forms of structures - e.g., coatings, 3-D space architectures, gradient materials, fibrous reinforcements in nanocomposites. Our aim was to obtain the PLA and GEL nanofibres as the first stage of the experiments leading to concurrent electrospinning of the composite polylactide/ gelatine material. In this work individual polymeric fibres made of PLA or GEL were successfully produced. To do so the electrospinning setup designed and constructed in our Department was used. Fibrous deposits were collected on grounded rotating mandrel covered with aluminium foil. The obtained materials were analysed using scanning electron microscope (SEM). During the examination of the fibres acquired their diameters were measured. The general analysis of their morphologies was performed as well. Diameters of the PLA fibres obtained in this work ranged between 0.8 and 2.0 μm. GEL fibres were much smaller and had diameters ranging from 0.3 to 0.6 μm. All these values were narrowly distributed and depended on the experimental conditions. Composite polymeric material, get by layered deposition technique, was also obtained. During this process PLA fibres were firstly obtained on the aluminium foil and then covered with GEL fibres. The structure obtained was analysed in the same way as individual, nanocomposite polymeric fibres.