REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Na področju biomedicinskih materialov se konvencionalni pristopi k tkivnemu inženirstvu in celjenju ran soočajo z omejitvami, ki spodbujajo raziskovanje inovativnega zdravljenja. To delo predstavlja večplastno raziskovanje piezoelektričnih filmov PLA, namenjenih biomedicinskim aplikacijam, od optimizacije pogojev za učinkovito pripravo filma do raziskovanja procesov biorazgradnje, razvoja nanoteksturiranih (NT) PLA filmov in predstavlja ocenjeno učinkovitost za celjenje ran kot aplikativni pogled uporabe.
V študiji so najprej predstavljene fizikalne, kemijske in piezoelektrične lastnosti PLA ter obnašanje polimera pri različnih pogojih za uspešno optimizacijo priprave piezoelektričnega polimernega filma z enoosnim raztezanjem, saj isti polimer z manjšo ali večjo molekulsko maso različno reagira na temperaturo in pogoje vlečenja. V tej študiji so piezoelektrične meritve celotnega filma neposredno povezane z nastajajočimi lastnostmi polimera, kot sta kristaliničnost in orientacija, in še pomembneje, kako dodatne modifikacije (segrevanje pri visokih temperaturah in površinsko jedkanje, topografija) vplivajo na piezoelektričnost, izmerjeno s predelano merilno metodo. Zaradi slabih hidrofilnih lastnosti je površina filma dodatno kemijsko jedkana, kar opazno izboljša površinske lastnosti. Pospešena razgradnja z uporabo encima proteinaze K razkriva, da izboljšana površinska hidrofilnost spremeni proces razgradnje iz globinske v površinsko usmerjeno erozijo, zaradi tega film ohranja mehansko stabilnost in posledično piezoelektrične lastnosti dlje časa.
Študija prikaže tudi metodo priprave NT filmov s pomočjo templata z definiranimi nano porami. Topografija nano velikosti znatno izboljša piezoelektrične lastnosti in ponuja obetavne biološke odzive. V delu je predstavljena tudi nova metoda za ocenjevanje piezoelektričnih lastnosti, merjeno preko razgradnje organskega barvila, ki omogoča celostno oceno piezoelektričnih lastnosti materialov s kompleksno površinsko topografijo.
Raziskovan je antibakterijski učinek piezoelektričnih PLA filmov na Gram negativne in Gram pozitivne bakterije. Raziskava identificira predvsem (piezo)električno stimulacijo, aktivirano od zunaj z ultrazvokom, da vodi do baktericidnega učinka na bakterije v stiku s piezoelektričnim NT filmom. Študija prav tako zavrača pomisleke o toksičnosti za ne-adherentne (rdeče krvne celice) ali adherentne celice (epitelijske kožne celice), kar filme uvršča med obetavne kandidate za antibakterijska sredstva ali aplikacije za celjenje ran.
Raziskani so bili tudi različni odzivi celic (keratinociti) in imunski odziv (makrofagi) na piezoelektrične in ne-piezoelektrične PLA filme. Mehanska stimulacija z ultrazvokom aktivira (piezo)električno stimulacijo na celice in pokaže izboljšano pritrditev celic, povečano proizvodnjo aktinskih filamentov, izboljšane povezave med celicami in nakazuje na povečanje celične diferenciacije. Imunski odziv, ovrednoten z diferenciacijo monocitov v makrofage, kaže na minimalno imunsko reakcijo proti polimernim filmom PLLA, z različnimi polarizacijskimi stanji makrofagov (vnetna ali protivnetna polarizacija).
Skratka, ta celovita raziskava predstavlja potencial piezoelektričnih PLA filmov v biomedicinskih aplikacijah. Ugotovitve ponujajo dragocen vpogled v razgradnjo materiala, antibakterijske lastnosti in celične odzive, ki zagotavljajo osnovo za nadaljnje raziskave pri elektro-stimulacijski tehnologiji regeneracije in celjenja ran.