Forskare i Norfolk, VA har utvecklat en ny metod för att göra kollagenmikrofibrer, som kan ha tillämpningar inom forskning, medicinsk utrustning och kliniska behandlingar som sträcker sig från ligamentskador till hudbrännskador.
Medan tillverkningsmetoder för kollagenfiber som elektrospinning och extrudering finns för biomedicinska tillämpningar, de har sett begränsad klinisk framgång. Detta beror delvis på utmaningar med skalbarhet, kosta, och komplexitet.
Forskargruppen, från Eastern Virginia Medical School, Frank Reidy Research Center for Bioelectrics vid Old Dominion University och Embody LLC utvecklade en ny metod som kallas pneumatospinning.
Skriver in Biofabrication , de beskriver hur den använder en höghastighetsluftbaserad teknik för att bilda kollagenmikrofibrer av kliniskt kvalitetshudkollagen.
Huvudförfattaren Dr Michael Francis sa:"Befintliga metoder för att tillverka kollagenfiber producerar låga volymer material, och är mycket komplicerade och dyra. Vårt mål med denna forskning var att utforska ett billigare, enklare metod som kan producera mer material snabbare, slutligen går mot klinisk översättning. "
Forskarna löste upp kollagen av klinisk typ 1 i ättiksyra. De använde sedan en vanlig airbrush för att spraya lösningen (pneumatospinning), polymerisera den till cytokompatibla submikronfibrer. Efter stabilisering av de resulterande kollagenställningarna, laget undersökte dem med hjälp av Fourier-transform infraröd spektroskopi, cirkulär dikroism, mekanisk testning och skanningelektronmikroskopi för att visa sammansättningen av nativ kollagenfiber från molekyl till mikroskala, genom mesoskala och till makroskala.
Dr Francis sa:"Vi fann att pneumatospun -kollagenfibrerna hade betydligt högre draghållfasthet jämfört med elektrospunnet kollagen. Dessutom, stamceller odlade på pneumatospun -kollagen visade stark cellfästning och kompatibilitet, ger möjligheter för mer avancerade kombinationsbehandlingar. "
"Användning av dimetylsulfoxid (DMSO) som lösningsmedel, vi kunde också göra en blandning, mikrofiberbiomaterial genom att pneumatiskt spinna det med poly (d, l-laktid) Detta möjliggör ännu fler möjliga tillämpningar av denna kollagenmikrofiberbaserade tillverkningsteknik för andra terapeutiska indikationer med varierande krav, såsom högre draghållfasthet och skräddarsydd nedbrytningskinetik, baserat på kliniskt behov. "
"Som en robust och snabb metod för kollagenmikrofibresyntes, denna metod har många tillämpningar inom tillverkning av medicintekniska produkter. Det inkluderar de som gynnas av anisotropa mikrostrukturer, såsom ligament, sen- och nervreparation, för aktuella maskor såsom okulära eller sårförband, eller till och med för applicering av mikrofiberkollagenbaserade beläggningar på andra material, såsom polymerer och metaller för att förbättra transplantatintegration och kompatibilitet. "
