Synthetic polymeric scaffolds design and fabrication for skin regeneration

Abstract

Ulcers are a type of chronic wounds that are very susceptible to microbial infections of bacteria that produce biofilm, which makes them refractory to antibiotic and antiseptic treatment. It has been observed that treatment with Lactobacilus plantarum supernatant (SNLP) in venous ulcers, reduces wound healing time, significantly decreasing bacterial load, so it could be a good alternative as treatment for different types of chronic wounds. Polycaprolactone (PCL) is a biocompatible and biodegradable polymer, with excellent mechanical properties, whose effectiveness in dermatological applications has been widely demonstrated. In addition, with the electrospinning technique, PCL fibers can be created in micro and nanometric scale with acertain degree of porosity, very useful for different biomedical applications. Therefore, the purpose of this work is to manufacture polymeric nanomembranes incorporating the supernatant of Lactobacilus plantarum, as an antibiotic and healing substance to PCL nanofibers by means of the immersion technique. The method of manufacturing PCL nanomembranes was optimized by electrospinning using various polymeric supports. Different immersion methods were tested for supernatant incorporation, controlled release of the same was studied and its morphology was observed in a Scanning Microscope. The 10% concentration PCL nanomembranes are made up of uniform nanofibers of random distribution, with an average diameter of 169.06 ± 32.28 nm and an average pore size of 1266.74 ± 292.55 nm. According to these results, fiber morphology was adequate for encapsulation.On the other hand, these scaffolds show antimicrobial activity, however, SNLP release was almost instantaneous, so, we conclude that it is not a suitable biomaterial as a possible treatment for chronic wounds. Therefore, it is necessary to review the technique to incorporate and controlled release of this substance and apply coaxial electrospinning for hollow nanofibers filled manufacture with this bioactive substance as an alternative technique

Las úlceras son un tipo de heridas crónicas muy susceptibles a infecciones microbianas de bacterias productoras de biofilm, lo que las hace refractarias al tratamiento antibiótico y antiséptico. Se ha observado que el tratamiento con sobrenadante de Lactobacilus plantarum (SNLP) en úlceras venosas, reduce el tiempo de cicatrización de heridas, disminuyendo significativamente la carga bacteriana, por lo que podría ser una buena alternativa como tratamiento para diferentes tipos de heridas crónicas. La policaprolactona (PCL) es un polímero biocompatible y biodegradable, con excelentes propiedades mecánicas, cuya eficacia en aplicaciones dermatológicas ha sido ampliamente demostrada. Además, con la técnica de electrospinning se pueden crear fibras PCL a escala micro y nanométrica con cierto grado de porosidad, muy útiles para diferentes aplicaciones biomédicas. Por tanto, el propósito de este trabajo es fabricar nanomembranas poliméricas incorporando el sobrenadante de Lactobacilus plantarum, como sustancia antibiótica y cicatrizante a las nanofibras de LCP mediante la técnica de inmersión. El método de fabricación de nanomembranas de PCL se optimizó mediante electrospinning utilizando varios soportes poliméricos. Se probaron diferentes métodos de inmersión para la incorporación del sobrenadante, se estudió la liberación controlada del mismo y se observó su morfología en Microscopio de Barrido. Las nanomembranas de PCL al 10% de concentración están compuestas por nanofibras uniformes de distribución aleatoria, con un diámetro medio de 169,06 ± 32,28 nm y un tamaño medio de poro de 1266,74 ± 292,55 nm. De acuerdo con estos resultados, la morfología de la fibra fue adecuada para la encapsulación. Por otro lado, estos andamios muestran actividad antimicrobiana, sin embargo, la liberación de SNLP fue casi instantánea, por lo que concluimos que no es un biomaterial adecuado como posible tratamiento para heridas crónicas. Por tanto, es necesario revisar la técnica de incorporación y liberación controlada de esta sustancia y aplicar el electrohilado coaxial para la fabricación de nanofibras huecas rellenas con esta sustancia bioactiva como técnica alternativa.