Membranas fibrosas tridimensionales de PCL con carga de MWCNT obtenidas por electrohilado y post-tratamiento de expansión gaseosa.

S. BONGIOVANNI ABEL; C. BARBERO; G.A. ABRAHAM

Rio Cuarto

Encuentro; XII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados, Nano 2022; 2022

UNRC

Las membranas fibrosas tridimensionales se incluyen en un campo de investigación en auge debido a que se generan estructuras que superan los inconvenientes de los materiales bidimensionales como son el denso compactamiento de fibras, grosor limitado, tamaño de poros insuficiente y pobre interconexión. Esto es especialmente importante desde el punto de vista de la aplicación en el campo biomédico, en específico en los procesos de regeneración tisular donde se busca mejorar la infiltración celular evitando que sea solo a nivel superficial. Por un lado, la técnica de electrohilado permite obtener membranas poliméricas compuestas con fibras de tamaño micro/nanométrico controlando diferentes parámetros propios de las soluciones/dispersiones, el procesamiento de las mismas y condiciones ambientales. Por otro lado, la técnica de expansión gaseosa permite, a través de una reacción química que genera gases, la expansión en una tercera dimensión de los materiales en cuestión, contribuyendo a mejorar las propiedades mencionadas.En el presente trabajo se generó una serie de materiales basados en un polímero biocompatible como lo es la poli(Ɛ-caprolactona) -PCL- y el añadido de estructuras nanométricas electroactivas como son los nanotubos de carbono de pared múltiple -MWCNT-. Se obtuvo una familia de materiales variando la carga de MWCNT (diámetro ca. 25 nm) entre el 1-2 % respecto a PCL en mezclas DMF:THF y la configuración de electrohilado en vistas de modificar la alineación de las fibras generadas, obteniendo orientaciones random y alineadas. Las matrices fueron caracterizadas desde el punto de vista morfológico y de distribución de tamaño de fibras, resultando en variaciones de acuerdo a la orientación y la carga de MWCNT entre 770 nm y 1.90 μm, disminuyendo el mismo conforme la proporción de MWCNT se incrementa. El espesor promedio fue de 0.35 mm para las fibras alineadas y 0.50 mm para las random. Se estudiaron además propiedades como la mojabilidad, observando que el ángulo de contacto con agua no varía significantemente respecto al de la PCL en ausencia de MWCNT (ca. 121 º). Tampoco se evidenciaron cambios significativos en el proceso de degradación térmica estudiado por TGA respecto a PCL sin añadido de MWCNT. Con la finalidad de obtener membranas tridimensionales, se expandieron las mismas en una solución acuosa de NaBH4 0.1 mol/L y se cuantificó el aumento de espesor (expansión) a diferentes tiempos. Los resultados indican que las membranas que poseen fibras al azar incrementan su espesor, expandiéndose hasta un 600 %. En cambio, cuando las fibras se encuentran alineadas se observó una expansión cercana al 800 % cuando la carga de MWCNT fue del 2%. Esto indica que existe un efecto de la alineación en lo que respecta a la capacidad de generar una tridimensionalidad y que la proporción de MWCNT es también un factor importante. A corto plazo, las membranas tridimensionales electroactivas serán estudiadas en cultivos primarios de células neurales con la finalidad de evaluar su capacidad como scaffolds, considerando que tanto la carga de MWCNT como la alineación favorecerían el crecimiento celular, favorecido también por la tridimensionalidad añadida en este trabajo.