Antibacterial scaffolds constituted by trilayers of microfibers based on polylactide and poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)
Visualitza/Obre
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/384407
Correu electrònic de l'autorannamushuoutlook.com
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2022-10-27
Condicions d'accésAccés obert
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva
reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets
Abstract
L’objectiu d’aquest treball final de màster va ser la fabricació de fibres poroses uniaxials i amb
tricapa que presentésfuncions antibacterianesi potencialment d’altresfuncionalitats (antitumoral,
antioxidant, antibaterial...). Les fibres es van fabricar mitjançant la tècnica de l’electrospinning a
partir d’una dissolució de polímers i sempre treballant amb un polímer comercial, el PHB. El disseny
de les matrius va consistir en una capa de mescla PLA/PEG als extrems i PHBV al mig, amb
configuració similar a un tipus sandvitx. La droga antibacterial es va incorporar també a la capa
intermitja, mesclada amb el PHBV. A més, van afegir també partícules d’hidroxiapatita per formar
complexes Matriu-Hidroxiapatita i així poder estudiar la alliberació de droga.
Per tal d’obtenir les matrius amb les condicions òptimes, es van modificar els paràmetres durant
l’electrospinning de fibres amb una sola capa i es van provar diferents concentracions i diferents
dissolvents. Un cop obtinguts els valors òptims dels paràmetres i el dissolvent adequat, es va
procedir a crear diferent matrius amb diferents característiques i components per el seu posterior
estudi. En el desenvolupament del projecte es van dur a terme diferents caracteritzacions, tant
físiques com químiques de les matrius creades.
Primer es va estudiar els angles de contacte, en funció del comportament de l’aigua al estar en
contacte amb la superfície de les matrius. Tots els resultats obtinguts van ser superiors a 120º per
tant, es va considerar el polímer estudiat era de tipus hidrofòbic, ja que presentava valors superiors
al 90º. Posteriorment, es van analitzar els diàmetres de les fibres que s’obtenien a les matrius
mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i també es va obtenir l’espectre de cadascuna
dels components que es van utilitzar per muntar les matrius (per espectroscòpia infraroig) per tal
d’obtenir les absorcions dels components que formaven part d’elles.
Per últim es va realitzar un estudi de l’alliberació de la droga, dissolent una mostra de les matrius
que contenien la droga (per triplicat) amb un medi utilitzat per creixement biològic (PBS). L’estudi
es va realitzar en un temps total de 48h, realitzant mostreigs periòdics i finalment, analitzant les
absorbàncies obtingudes mitjançant l’espectrometria UV-Vis per obtenir concentracions finals i
amb les seves regressions, obtenir dades sobre l’alliberació en el temps de la droga.
El treball realitzat al laboratori inclou el muntatge experimental, la preparació de les dissolucions
de polímers per dur a terme cadascuna de les tècniquesi la realització dels experiments mitjançant
cadascuna de les tècniques mencionades. Finalment, a partir de les diferents proves realitzades es
va poder determinar la naturalesa del polímer emprat, la seva morfologia, el seu comportament
químic així com la capacitat d’alliberament de droga que presenta vers el temps. El objetivo de este trabajo final de máster fue la fabricación de fibras porosas uniaxiales y con
tricapa que presentase funciones antibacterianas y potencialmente otras funcionalidades
(antitumoral, antioxidante, antibacterianas...). Las fibras se fabricaron mediante la técnica de la
electrospinning a partir de una disolución de polímeros y siempre trabajando con un polímero
comercial, el PHB. El diseño de las matrices consistió en una capa de mezcla PLA/PEG en los
extremos y PHBV en medio, con configuración similar a un tipo sándwich. La droga antibacteriana
se incorporó también a la capa intermedia, mezclada con el PHBV. Además, se añadieron también
partículas de hidroxiapatita para formar complejos Matriz-Hidroxiapatita y así poder estudiar la
liberación de droga.
Para obtener las matrices con las condiciones óptimas, se modificaron los parámetros durante el
electrospinning de fibras con una sola capa y se probaron diferentes concentraciones y diferentes
disolventes. Una vez obtenidos los valores óptimos de los parámetros y el disolvente adecuado, se
procedió a crear diferentes matrices con diferentes características y componentes para su posterior
estudio. En el desarrollo del proyecto se llevaron a cabo diferentes caracterizaciones, tanto físicas
como químicas de las matrices creadas.
Primero se estudió los ángulos de contacto, en función del comportamiento del agua al estar en
contacto con la superficie de las matrices. Todos los resultados obtenidos fueron superiores a 120°
por lo tanto, se consideró que el polímero estudiado era de tipo hidrofóbico, puesto que presentaba
valores superiores al 90°. Posteriormente, se analizaron los diámetros de las fibras que se obtenían
mediante microscopia electrónica de rastreo (SEM) y también se obtuvo el espectro de cada uno
de los componentes que se utilizaron para montar las matrices (por espectroscopia infrarrojo) para
obtener las absorciones de los componentes que formaban parte de ellas.
Por último, se realizó un estudio de la liberación de la droga, disolviendo una muestra de las
matrices que contenían la droga (por triplicado) con un medio utilizado para crecimiento biológico
(PBS). El estudio se realizó durante un tiempo total de 48h, realizando muestreos periódicos y
finalmente, analizando las absorbancias obtenidas mediante la espectrometría UV-Vis, para
obtener concentraciones finales y con susregresiones, obtener datos sobre la liberación de la droga
en el tiempo.
El trabajo realizado en el laboratorio incluye el montaje experimental, la preparación de las
disoluciones de polímeros para llevar a cabo cada una de las técnicas y la realización de los
experimentos mediante cada una de las técnicas mencionadas. Finalmente, a partir de las
diferentes pruebas realizadas se pudo determinar la naturaleza del polímero empleado, su
morfología, su comportamiento químico, así como la capacidad de liberación de droga presentaba
respecto al tiempo. The objective of this final master thesis was the fabrication of porous uniaxial trilayer fibers that
present antibacterial functions and other potential functionalities (antitumoral, antioxidant,
antibacterial...). Fibers were made by means of electrospinning technique, from a polymer solution
and aways working with a commercial polymer type, PHB. Scaffolds design consists of a mixture
PLA/PEG applied in a layer on extremes and PHBV at the middle, with a sandwich seems
configuration. Antibacterial drug was added to intermediate layer, mixed with PHBV. Additionally,
it was added particles of hydroxyapatite to form Scaffold-Hydroxyapatite complexes and allow to
study drug liberation.
To obtain scaffolds in optimum conditions, it was modified the parameters during electrospinning
process with unilayer scaffolds and there were tested different concentrations and solvents. Once
optimal parameters were obtained and the suitable solvent, different scaffolds were created with
different characteristics and components for its posterior study. During the development of the
project, different physical and chemical characterizations were made on the created polymer
scaffolds.
Firstly, contact angle of the scaffolds was evaluated in function of water behavior been in contact
with surface scaffold. All angles obtained were higher than 120º and, for so, it was considered that
the polymer analyzed was hydrophobic, as it has values higher than 90º. Subsequently, it was
analyzed the diameters of fibers by means ofscanning electron microscopy (SEM) and spectra were
obtained for each of the components that were used to make the scaffolds (by FTIR spectroscopy)
and obtain the absorbances of the components that be part of them.
Finally, it was made a liberation of the drug study, dissolving a sample of the scaffold that contains
the drug per triplicated, with a biological grown media (PBS). The study was done during a total
time of 48h, making periodical samplings and, finally, analyzing obtained absorbances by means of
UV-Vis spectroscopy, to obtain the final concentrations and its regressions, obtaining data about
drug release pending time.
The laboratory tasks made, include experimental setup, preparation of polymer solutions to carry
out each of the techniques and the perform of the experiments by means of all the mentioned
techniques.
Finally, from the different tests performed, it was possible to stablish the nature of the polymer
used, its morphology, chemical behavior, and its capacity to drug release in time.
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA QUÍMICA (Pla 2019)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
TFM - Ana María Salmerón Delgado.pdf | 2,882Mb | Visualitza/Obre |