Diseño de sensores para detección por espectroscopía Raman amplificada por la superficie basados en mallas para hernias abdominales modificadas con nanopartículas de oro y hidrogel termosensible

Abstract

En aquesta investigació es presenta una metodologia per a preparar sensors basats en malles de polipropilè isotàctic (iPP) per a hèrnies abdominals modificades amb nano partícules d’or (AuNPs) y hidrogel termosensible (PNIPAAm) per a la detecció per espectroscòpia Raman amplifica a la superfície (SERS). La producció es va dividir en múltiples etapes per a obtenir una estructuració per capes. Primer, es van dipositar les AuNPs sobre la malla prèviament activada mitjançant plasma d’oxigen. A continuació, es va adherir la molècula reportera (TBN) a la superfície de les nano partícules. Finalment, es va recobrir amb la PNIPAAm per a millorar l’estabilitat i biocompatibilitat del compost i per conferir-li al polipropilè sensibilitat a la temperatura. El procediment es va aplicar per a diferents tipus de malla, malla LP (OMLP) i malla Elastic (OME) i per a diferents mides de AuNPs (50 i 60 nm) estudiant la seva afectació a la distribució de les AuNPs i la PNIPAAm mitjançant tècniques espectroscòpiques (FTIR i RAMAN), microscòpiques (SEM) i avaluant la graft yield del gel. La combinació que presenta una major distribució de AuNPs i deposició del gel és la de la OMLP amb AuNPs de 50 nm ja que permet una distribució homogènia de les AuNPs per tota la superfície de la malla, facilitant la unió de la molècula reportera i per tant amplificant l’efecte SERS i assolint una graft yield del hidrogel de 4,266 ± 0,4 mg/cm2.

En esta investigación se presenta una metodología para preparar sensores basados en mallas de polipropileno isotáctico (iPP) para hernias abdominales modificadas con nanopartículas de oro (AuNPs) e hidrogel termosensible (PNIPAAm) para detección por espectroscopia Raman amplificada por la superficie (SERS). La producción se dividió en múltiples pasos para obtener una estructuración por capas. Primero, se depositaron las nanopartículas de oro sobre la malla previamente activada mediante plasma de oxígeno. A continuación, se adhirió la molécula reportera (TBN) a la superficie de las nanopartículas. Finalmente, se recubrió con la PNIPAAm para mejorar la estabilidad y biocompatibilidad del compuesto y para conferirle al polipropileno sensibilidad a la temperatura El procedimiento se aplicó a diferentes tipos de malla, malla LP (OMLP) y malla Elastic (OME) y a diferentes tamaños de AuNPs (50 y 60 nm) estudiando su afectación en la distribución de AuNPs y PNIPAAm mediante técnicas espectroscópicas (FTIR y RAMAN), microscópicas (SEM) y evaluando la graft yield del gel. La combinación que presenta una mayor distribución de AuNPs y deposición de gel es la de la OMLP con AuNPs de 50 nm ya que permite una distribución homogénea de las AuNPs por toda la superficie de la malla, facilitando la unión de la molécula reportera y por lo tanto amplificando el efecto SERS y alcanzando una graft yield del hidrogel de 4,266 ± 0,4 mg/cm2.

This research presents a methodology to prepare isotactic polypropylene (iPP) mesh based on sensors for abdominal hernias modified with gold nanoparticles (AuNPs) and thermosensitive hydrogel (PNIPAAm) for detection by Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). The production was divided into multiple steps to obtain a layered structure. First, the gold nanoparticles were deposited on the oxygen plasma activated mesh. Next, the Raman reporter (TBN) was attached to the surface of the nanoparticles. Finally, it was coated with PNIPAAm to improve the stability and biocompatibility of the composite and to confer temperature sensitivity to the polypropylene mesh. The procedure was applied to different types of mesh, LP mesh (OMLP) and Elastic mesh (OME) and to different sizes of AuNPs (50 and 60 nm) studying their effect on the distribution of AuNPs and PNIPAAm by spectroscopic techniques (FTIR and Raman), microscopic (SEM) and evaluating the graft yield of the gel. The combination that presents the highest AuNPs distribution of AuNPs over the whole surface of the mesh, facilitating the binding of the Raman reporter and therefore amplifying the SERS effect and reaching a graft yield of the hydrogel of 4,266 ± 0,4 mg/cm2.