Published December 26, 2022
| Version v1
Publication
Open
Fabrication and characterization of polycaprolactone/cellulose acetate blended nanofiber mats containing sericin and fibroin for biomedical application
- 1. Rajamangala University of Technology
Description
Polycaprolactone/cellulose acetate blended nanofiber mats containing sericin and fibroin were fabricated by electrospinning process to study the effect of sericin and fibroin on the physical and structural properties, wettability, degradability, elastic modulus, cell adhesion, and cell cytotoxicity of the electrospun nanofibers. Polycaprolactone/cellulose acetate solution was prepared with different percentage ratio of sericin and fibroin to be the running solution. Nanofibers were spun at fixed solution flow rate, flying distance, and operating voltage. The diameter of the obtained nanofibers linearly increases with the increasing of the sericin ratio. The derivative structures of polycaprolactone, cellulose acetate, sericin, and fibroin of the obtained nanofibers were confirmed by FTIR analysis. All acquired nanofibers show superhydrophilicity with adequate time of degradation for L-929 cell adhesion and growth. More elasticity is gained when the sericin ratio decreases. Moreover, all fibers containing sericin/fibroin reveal more elasticity, cell adhesion, and cell growth than that with only polycaprolactone/cellulose acetate. Greater cell adhesion and growth develop when the sericin ratio is lower. All the fabricated nanofibers are low toxic to the cells. Fibers with a mixture of sericin and fibroin at 2.5:2.5 (% w/v) are the most promising and suitable for further clinical development due to their good results in each examination. The novelty found in this study is not only making more value of the sericin, silk industrial waste, and the fibroin, but also getting the preferable biomaterials, scaffold prototype, with much greater mechanical property and slower degradation, which are required and appropriate for cell attachment and proliferation of cell generation process, compared to that obtaining from polycaprolactone/cellulose acetate or sericin/fibroin nanofibers.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تصنيع حصائر الألياف النانوية المخلوطة من البولي كابرولاكتون/أسيتات السليلوز التي تحتوي على السيريسين والفيبروين من خلال عملية الغزل الكهربائي لدراسة تأثير السيريسين والفيبروين على الخصائص الفيزيائية والهيكلية، وقابلية الترطيب، وقابلية التحلل، ومعامل المرونة، والتصاق الخلايا، والسمية الخلوية للألياف النانوية الغزلية الكهربائية. تم تحضير محلول بولي كابرولاكتون/أسيتات السليلوز بنسبة مئوية مختلفة من السيريسين والفيبروين ليكون محلول التشغيل. تم تدوير الألياف النانوية بمعدل تدفق محلول ثابت، ومسافة طيران، وجهد تشغيل. يزداد قطر الألياف النانوية التي تم الحصول عليها خطيًا مع زيادة نسبة السيريسين. تم تأكيد الهياكل المشتقة من البولي كابرولاكتون وأسيتات السليلوز والسيريسين والفيبروين للألياف النانوية التي تم الحصول عليها من خلال تحليل FTIR. تُظهر جميع الألياف النانوية المكتسبة قابلية فائقة للماء مع وقت كافٍ من التحلل لالتصاق الخلايا L -929 ونموها. تزداد المرونة عندما تنخفض نسبة السيريسين. علاوة على ذلك، فإن جميع الألياف التي تحتوي على السيريسين/الفيبروين تكشف عن مرونة أكبر، التصاق الخلايا، ونمو الخلايا أكثر من تلك التي تحتوي فقط على بولي كابرولاكتون/أسيتات السليلوز. يتطور التصاق الخلايا ونموها بشكل أكبر عندما تكون نسبة السيريسين أقل. جميع الألياف النانوية المصنعة منخفضة السمية للخلايا. الألياف التي تحتوي على مزيج من السيريسين والفيبروين عند 2.5:2.5 (٪ وزن/حجم) هي الأكثر واعدة ومناسبة لمزيد من التطوير السريري بسبب نتائجها الجيدة في كل فحص. إن الحداثة الموجودة في هذه الدراسة لا تقتصر فقط على زيادة قيمة السيريسين والنفايات الصناعية الحريرية والفيبروين، ولكن أيضًا الحصول على المواد الحيوية المفضلة، والنموذج الأولي للسقالة، مع خاصية ميكانيكية أكبر بكثير وتدهور أبطأ، وهي مطلوبة ومناسبة لارتباط الخلايا وانتشار عملية توليد الخلايا، مقارنة بتلك التي يتم الحصول عليها من البولي كابرولاكتون/أسيتات السليلوز أو السيريسين/الألياف النانوية الليفية.Translated Description (French)
Des tapis de nanofibres mélangées de polycaprolactone/acétate de cellulose contenant de la séricine et de la fibroïne ont été fabriqués par un procédé d'électrofilage pour étudier l'effet de la séricine et de la fibroïne sur les propriétés physiques et structurelles, la mouillabilité, la dégradabilité, le module élastique, l'adhésion cellulaire et la cytotoxicité cellulaire des nanofibres électrofilées. La solution de polycaprolactone/acétate de cellulose a été préparée avec différents pourcentages de séricine et de fibroïne pour être la solution courante. Les nanofibres ont été filées à un débit de solution fixe, à une distance de vol et à une tension de fonctionnement. Le diamètre des nanofibres obtenues augmente linéairement avec l'augmentation du rapport séricine. Les structures dérivées de la polycaprolactone, de l'acétate de cellulose, de la séricine et de la fibroïne des nanofibres obtenues ont été confirmées par analyse IRTF. Toutes les nanofibres acquises présentent une superhydrophilicité avec un temps de dégradation adéquat pour l'adhésion et la croissance des cellules L-929. Plus d'élasticité est acquise lorsque le taux de séricine diminue. De plus, toutes les fibres contenant de la séricine/fibroïne révèlent plus d'élasticité, d'adhésion cellulaire et de croissance cellulaire qu'avec seulement de la polycaprolactone/acétate de cellulose. Une plus grande adhésion cellulaire et une plus grande croissance se développent lorsque le taux de séricine est plus faible. Toutes les nanofibres fabriquées sont faiblement toxiques pour les cellules. Les fibres avec un mélange de séricine et de fibroïne à 2,5:2,5 (% p/v) sont les plus prometteuses et appropriées pour un développement clinique ultérieur en raison de leurs bons résultats à chaque examen. La nouveauté trouvée dans cette étude est non seulement de valoriser davantage la séricine, les déchets industriels de soie et la fibroïne, mais aussi d'obtenir les biomatériaux préférés, le prototype d'échafaudage, avec une propriété mécanique beaucoup plus grande et une dégradation plus lente, qui sont nécessaires et appropriés pour la fixation cellulaire et la prolifération du processus de génération cellulaire, par rapport à celui obtenu à partir de nanofibres de polycaprolactone/acétate de cellulose ou de séricine/fibroïne.Translated Description (Spanish)
Las esteras de nanofibras mezcladas con policaprolactona/acetato de celulosa que contienen sericina y fibroína se fabricaron mediante un proceso de electrohilado para estudiar el efecto de la sericina y la fibroína sobre las propiedades físicas y estructurales, la humectabilidad, la degradabilidad, el módulo elástico, la adhesión celular y la citotoxicidad celular de las nanofibras electrohiladas. La solución de policaprolactona/acetato de celulosa se preparó con una relación porcentual diferente de sericina y fibroína para ser la solución de ejecución. Las nanofibras se centrifugaron a un caudal de solución, una distancia de vuelo y un voltaje de funcionamiento fijos. El diámetro de las nanofibras obtenidas aumenta linealmente con el aumento de la relación de sericina. Las estructuras derivadas de policaprolactona, acetato de celulosa, sericina y fibroína de las nanofibras obtenidas se confirmaron mediante análisis FTIR. Todas las nanofibras adquiridas muestran superhidrofilia con un tiempo de degradación adecuado para la adhesión y el crecimiento de las células L-929. Se gana más elasticidad cuando disminuye la proporción de sericina. Además, todas las fibras que contienen sericina/fibroína revelan más elasticidad, adhesión celular y crecimiento celular que las que solo contienen policaprolactona/acetato de celulosa. Se desarrolla una mayor adhesión y crecimiento celular cuando la proporción de sericina es menor. Todas las nanofibras fabricadas son poco tóxicas para las células. Las fibras con una mezcla de sericina y fibroína a 2,5:2,5 (% p/v) son las más prometedoras y adecuadas para un mayor desarrollo clínico debido a sus buenos resultados en cada examen. La novedad encontrada en este estudio no solo es valorizar más la sericina, los residuos industriales de seda y la fibroína, sino también obtener los biomateriales preferibles, prototipo de andamiaje, con una propiedad mecánica mucho mayor y una degradación más lenta, que son requeridos y apropiados para la unión celular y la proliferación del proceso de generación celular, en comparación con el que se obtiene de las nanofibras de policaprolactona/acetato de celulosa o sericina/fibroína.Files
s41598-022-26908-2.pdf.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:be1d35a99dc7de767b6975b27f13b1a6
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تصنيع وتوصيف حصائر ألياف نانوية مخلوطة من بولي كابرولاكتون/أسيتات السليلوز تحتوي على سيريسين وفيبروين للاستخدام الطبي الحيوي
- Translated title (French)
- Fabrication et caractérisation de tapis en nanofibres mélangées de polycaprolactone/acétate de cellulose contenant de la séricine et de la fibroïne pour une application biomédicale
- Translated title (Spanish)
- Fabricación y caracterización de esteras de nanofibras mezcladas de policaprolactona/acetato de celulosa que contienen sericina y fibroína para aplicación biomédica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4312154289
- DOI
- 10.1038/s41598-022-26908-2
References
- https://openalex.org/W118950779
- https://openalex.org/W1967708372
- https://openalex.org/W2004894854
- https://openalex.org/W2005125192
- https://openalex.org/W2023560402
- https://openalex.org/W2035560364
- https://openalex.org/W2042509194
- https://openalex.org/W2091218781
- https://openalex.org/W2098383514
- https://openalex.org/W2143140243
- https://openalex.org/W2155193822
- https://openalex.org/W2162522562
- https://openalex.org/W2165340855
- https://openalex.org/W2180156466
- https://openalex.org/W2313901537
- https://openalex.org/W2760944084
- https://openalex.org/W2761163255
- https://openalex.org/W2790138601
- https://openalex.org/W2809252818
- https://openalex.org/W2810046645
- https://openalex.org/W2843971687
- https://openalex.org/W2883478827
- https://openalex.org/W2897283035
- https://openalex.org/W2914788525
- https://openalex.org/W2921457642
- https://openalex.org/W2924912783
- https://openalex.org/W2925117294
- https://openalex.org/W2947075584
- https://openalex.org/W2969535285
- https://openalex.org/W2985369743
- https://openalex.org/W2992980782
- https://openalex.org/W3004519387
- https://openalex.org/W3005329779
- https://openalex.org/W3010803785
- https://openalex.org/W3048555450
- https://openalex.org/W3058865437
- https://openalex.org/W3082383016
- https://openalex.org/W3092588675
- https://openalex.org/W3095566695
- https://openalex.org/W3097509725
- https://openalex.org/W3126536546
- https://openalex.org/W3135498500
- https://openalex.org/W3137024573
- https://openalex.org/W3145990053
- https://openalex.org/W3148531641
- https://openalex.org/W3158602010
- https://openalex.org/W3164345648
- https://openalex.org/W3182757943
- https://openalex.org/W3195709285
- https://openalex.org/W3195931932
- https://openalex.org/W3204086831
- https://openalex.org/W3206633709
- https://openalex.org/W4206150362
- https://openalex.org/W4282941587