Zeitschrift für klinische und experimentelle Pharmakologie

Abstrakt

Koaxiales Elektrospinnen als Verfahren zur Entwicklung biologisch abbaubarer Polymergerüste als Arzneimittelträgersysteme für entzündungshemmende und antithrombotische Arzneimittel

Alexandros Repanas*,Willem F. Wolkers,Oleksandr Gryshkov,Panagiotis Kalozoumis,Marc Mueller,Holger Zernetsch,Sotirios Korossis,Birgit Glasmacher

Zusammenfassung Ziel: Das Elektrospinnen von Mischungen gilt als kostengünstige Technik zur Herstellung von Fasergerüsten, die für verschiedene biomedizinische Anwendungen geeignet sind. Koaxiales Elektrospinnen ist eine Verfahrensvariante, die Kern-Schale-Strukturen mit Vorteilen wie verzögerter Diffusion und Schutz empfindlicher Biomoleküle ergibt. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, wie sich unterschiedliche Prozess- und Lösungsparameter auf die strukturellen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften der aus Polycaprolacton (PCL) hergestellten Fasern auswirken. Darüber hinaus wurde Acetylsalicylsäure (ASA), die als Modell für entzündungshemmendes und thrombosehemmendes Mittel verwendet wurde, in die Fasernetze geladen, um die Freisetzungskinetik zwischen Fasern zu vergleichen, die durch herkömmliches Mischen und koaxiales Elektrospinnen hergestellt wurden. Methoden: Rasterelektronenmikroskopie (SEM) wurde verwendet, um die strukturellen und morphologischen Eigenschaften der Fasern zu untersuchen. Die Hydrophilie der Fasern wurde mithilfe von Kontaktwinkelmessungen untersucht, während die elektrische Leitfähigkeit der Polymerlösungen und die thermischen Eigenschaften der Fasern ebenfalls untersucht wurden. Mithilfe der Differenzial-Scanning-Kalorimetrie (DSC) wurde der Schmelzpunkt der Fasern bestimmt und es wurden Zugfestigkeitstests durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften der Fasern zu untersuchen. Darüber hinaus wurde UV-Vis-Spektroskopie verwendet, um die Freisetzungskinetik von ASA zu bestimmen. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten, dass eine Erhöhung der PCL-Konzentration zu dickeren und weniger ausgerichteten Fasern führte. Darüber hinaus ergab die physikochemischen Charakterisierung keine signifikanten Veränderungen während des Prozesses. Koaxial elektrogesponnene Fasern, die mit ASA beladen waren, zeigten ein langsameres und anhaltendes, zweiphasiges Freisetzungsprofil im Vergleich zu gemischten elektrogesponnenen Fasern, wobei 34 % ASA während der ersten 8 Stunden und insgesamt 97 % nach 3 Monaten freigesetzt wurden. Schlussfolgerung: Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch koaxiales Elektrospinnen unter Verwendung von PCL erzeugte Fasernetze durch eine sorgfältige Optimierung aller Prozess- und Lösungsparameter maßgeschneidert werden können, um dem Umfang spezifischer Anwendungen in den Bereichen Biomedizintechnik und Arzneimittelverabreichung zu entsprechen.