Preparation of antimicrobial PLA and PLGA nanofibres by electrospinning method

摘要

Tulehdukset ovat erityinen huolenaihe haavojen hoidossa, kudosteknologiassa, implantoinnissa ja leikkausten jälkeisissä paranemisprosesseissa. Useat materiaalit tarjoavat hyvän kasvualustan bakteereille, joiden aiheuttamat tulehdukset ovat haitaksi kudosten paranemiselle. Perinteisesti tulehduksia estetään ja hoidetaan oraalisella antibioottihoidolla, jossa on useita haittoja verrattuna siihen, että vaurioituneen kudoksen kanssa kontaktissa olevat materiaalit olisivat esimerkiksi antimikrobisia. Sähkökehruumenetelmällä valmistettuja nanokuituja tutkitaan paljon pienen huokoskoon, suuren pinta-ala-tilavuussuhteen sekä laajojen raaka-ainemahdollisuuksien vuoksi. Nanokuituiset rakenteet soveltuvat useisiin lääketieteen sovelluksiin. Niihin voidaan sisällyttää esimerkiksi lääkeaineita kohdistettua hoitoa varten edistämään vaurioituneen kudoksen paranemista. Lääketieteen sovelluksissa käytettävät materiaalit on oltava muun muassa myrkyttömiä, ei-tulehduttavia, bioyhteensopivia ja joissain tapauksissa myös biohajoavia.Tässä työssä käsitellään polylaktidipohjaisten nanokuitujen valmistamista sähkökehruumenetelmällä erityisesti lääketieteen sovelluksia ajatellen. Työn tavoitteena oli selvittää antimikrobisten kitosaani- ja hopeananopartikkelien sekä rosiinin käyttöä PLA ja PLGA-polymeerien lisäaineena. Työssä tutustutaan aihepiiristä julkaistuun kirjallisuuteen ja artikkeleihin. Työn kokeellisessa osuudessa tutkitaan PLA ja PLGA-sähkökehruuliuosten ja -nanokuitujen valmistusta, kitosaani- ja hopeananopartikkelien valmistusta sekä niiden että rosiinin käyttöä PLA ja PLGA-polymeerien lisäaineina. Jauhemuotoon valmistettu nanokitosaani osoittautui kirjallisuustutkimusten perusteella potentiaaliseksi lisäaineeksi PLA ja PLGA-polymeereille. Työssä tutkitun kitosaanin moolimassan alentaminen ja prosessointi nanopartikkeleiksi ei kuitenkaan onnistunut useiden käytännönongelmien vuoksi. Hopeananopartikkelien valmistus kitosaanin avulla on perinteisiä menetelmiä ympäristöystävällisempi. Uudessa menetelmässä hopeananopartikkelit ovat liuosmuodossa, joka sisältää muun muassa vettä, joka ei sovi käytettäväksi biohajoavien PLA ja PLGA-polymeerien kanssa. Tämä keskeytti nanopartikkelien valmistuksen. Kirjallisuustutkimusten perusteella veden korvaaminen kaikkien komponenttien kannalta sopivaksi on kuitenkin mahdollista. Lisäksi hopeananopartikkeliliuos saattaa olla mahdollista kylmäkuivata kitosaaninanopartikkelien tapaan jauhemuotoon, jolloin sen jatkokäyttö helpottuu. Rosiini saatiin liuotettua ja yhdistettyä onnistuneesti PLA-polymeerin kanssa, mutta käytetty liuotin ei sopinut sähkökehruuprosessiin liian nopean haihtumisen vuoksi. Kuituja saatiin valmistettua riittävästi osoittamaan PLA/rosiini-nanokuitujen valmistuksen olevan kuitenkin mahdollista. Kitosaani- ja hopeananopartikkelien sekä rosiinin prosessointia ja käyttöä PLA ja PLGA-sähkökehrättyjen nanokuitujen lisäaineena on tutkittava lisää, jotta niitä voidaan suunnitella käytettäväksi lääketieteellisissä sovelluksissa.