Optimización de fabricación de nanofibras electrohiladas de soluciones proteicas

Abstract

En los últimos años, el interés por la nanotecnología aplicada a la biomedicina ha experimentado un gran aumento con el desarrollo de nuevos nanomateriales. Estos elementos nanométricos presentan una serie de propiedades únicas que pueden ser muy importantes en el desarrollo futuro de la medicina. En nuestro caso, las nanofibras, que pueden cumplir varias funciones como mejorar la curación de heridas, actuar como parches en cirugía, o la administracion de fármacos in situ. Uno de los aspectos más importantes a la hora de utilizar estas nanofibras en biomedicina son los materiales con los cuales se fabrican. Para la creación de nanofibras mediante electrohilado, existen muchas clases de polímeros que pueden usarse, pero los que muestran un gran potencial por sus propiedades fisicoquímicas y elevada biocompatibilidad son los naturales, más específicamente los péptidos y proteínas. Sin embargo, la implementación de estas moléculas presenta desafíos que se deben superar para su adecuado electrohilado. Para ello, se ha propuesto como objetivo de este estudio la optimización de algunas de estas proteínas, más concretamente la albúmina de suero bovino (BSA), una proteína reconocida, los otros péptidos que se van a utilizar en los experimentos son péptidos extraídos de mucosidades de peces. Para empezar, se hicieron varias disoluciones de BSA, tanto por separado como junto otros polímeros que la ayudasen a electrohilar. Se determinó que algunas de las disoluciones hechas a partir de una mezcla de BSA junto a PEO, un copolímero, fueron óptimas para una buena electrohilatura. Estas se estudiaron y se determinó que debido a sus parámetros las nanofibras óptimas para nuestro objetivo fueron las de la disolución del 3 % de copolímero y 15 % de BSA. Así pues, se analizó la cantidad de proteína que retenían las fibras. Con lo que se pudo observar que las únicas que no mantenían la concentración esperada de proteínas fueron las que contenía un 4 % de copolímero. Una vez hecho esto, se intentó repetir los resultados con la extracción mucosa, pero no se consiguió electrohilar nanofibras adecuadas a partir de ella.

In recent years, the interest for the biomedical-applied nanotechnology have experimented a great rise thanks to the development of new nanomaterials. Those nanometric elements show a series of unique properties which could be important in the future development of medicine. In our case, the nanofibers, which could accomplish some functions such as improve the wound healing, function as surgery patches or drug delivery in situ. One of the important matters to the use of these nanofibers for biomedicine are the materials from which the fibers are fabricated from. For the creation of electrospun nanofibers, there are different polymers which could work, but the ones where more potential is shown due to its physicochemical properties and elevated biocompatibility and biodegradability are the natural ones, more specifically peptides and proteins. However, the implementation of those molecules presents challenges to surpass. Therefore, the objective of this study is the optimization of some of the natural proteins, concretely the bovine serum albumin (BSA), a well-known protein, the other peptides we are going to use in the experiments are peptides extracted from fish mucus. To start, various solutions were made from BSA, alone and with other polymers to facilitate the electrospinning. It was determined that some solutions from a mix of BSA and a copolymer, the PEO, were optimal to a good electrospinning. These were analysed and, due to its parameters, the better fitting for our objective were the ones from a solution with 15 % of BSA and 3 % of the copolymer. So, after the selection, we studied the amount of protein which remained in the fibers. The only ones which did not maintain the wanted amount of protein were the ones which were from a solution with 4 % of copolymer. Once done with those studies, we tried to repeat these results with the mucus extraction. However, we could not get proper electrospun nanofibers from it.