Polymer-Based Electrospun Nanofibers for Biomedical Applications

Abstract

Electrospinning has been considered a promising and novel procedure to fabricate polymer nanofibers due to its simplicity, cost effectiveness, and high production rate, making this technique highly relevant for both industry and academia. It is used to fabricate non-woven fibers with unique characteristics such as high permeability, stability, porosity, surface area to volume ratio, ease of functionalization, and excellent mechanical performance. Nanofibers can be synthesized and tailored to suit a wide range of applications including energy, biotechnology, healthcare, and environmental engineering. A comprehensive outlook on the recent developments, and the influence of electrospinning on biomedical uses such as wound dressing, drug release, and tissue engineering, has been presented. Concerns regarding the procedural restrictions and research contests are addressed, in addition to providing insights about the future of this fabrication technique in the biomedical field.

Electrospun polymer nanofibers for medical applications

“…Nanometryczne opatrunki umożliwiają dopływ do rany powietrza i płynów ustrojowych, a jednocześnie bloku ją dostęp drobnoustrojów. W celu skrócenia czasu re generacji uszkodzonych tkanek stosuje się nanowłókna z dodatkiem substancji aktywnych; porowata struktu ra nanowłókien ułatwia cząstkom substancji leczniczej efektywnie dyfundować z powierzchni włókna [19].…”

“…Sposób uwalniania substancji aktywnej może być mo dyfikowany nie tylko przez dobór odpowiedniego po limeru, ale również odpowiedniej metody wprowadze nia substancji czynnej do nanowłókien polimerowych [19,38]. Dotychczas poznane metody szczegółowo opi sano w [11,19,38].…”

“…Lek Źródło Poli(winylopirolidon) (PVP) Paracetamol [39] PVA Nebiwolol [40] PCL Deksametazon [41] PCL Ampicylina [42] PVP/etyloceluloza Ketoprofen [43] PVP/zeina Ketoprofen [44] PLA/PCL Chlorowodorek tetracykliny [45] PLGA Kwas fusydowy i ryfampicyna [46] PEG-PLA Chlorowodorek doksorubicyny [47] Poli-L-laktyd (PLLA) Doksorubicyna [48] PLA Dichlorooctan [49] cjenta (pozyskanych z tkanki tłuszczowej lub ze szpiku kostnego), zasiedlenie tymi komórkami wytworzonego rusztowania (będącego szkieletem dla namnażających się komórek) i wszczepienie całego rusztowania z komórka mi w miejsce uszkodzonej lub usuniętej tkanki [59,60]. Właściwości nanowłókien, takie jak duży stosunek po wierzchni do objętości i duża porowatość, są zbliżone do właściwości charakteryzujących większość ludzkich tka nek i narządów [9,19]. Ze względu na strukturalne po dobieństwo nanometrycznych włóknin do macierzy ze wnątrzkomórkowej ECM (ang.…”

“…extracellular matrix) [61] są one potencjalnie przydatne w zastosowaniach do wzro stu, migracji i wysiewu komórek. Naturalna ECM może być zastąpiona przez nanowłókna do czasu powstania nowej struktury [19]. Materiały polimerowe wykorzystywane w inżynierii tkankowej jako rusztowania to biopolimery, takie jak: po lisacharydy (skrobia, chityna, pochodne kwasu hialuro nowego), białka (kolagen, elastyna) oraz różnego rodza ju włókna pełniące funkcję wzmacniającą (na przykład naturalne włókna lignocelulozowe).…”

“…Wiele badań jest poświęconych opracowaniu substytutów na czyń krwionośnych. Proces elektroprzędzenia umożli wia wytworzenie cylindrycznych rusztowań o różnych długościach i średnicach, które mogą być wykorzystywa ne do przeszczepów naczyniowych [9,19]. Hu i współpr.…”