La tela no tejida podría filtrar las toxinas del torrente sanguíneo

La tela no tejida podría filtrar las toxinas del torrente sanguíneo


Un estudio reciente ha documentado el desarrollo exitoso de materiales no tejidos capaces de absorber toxinas urémicas. Este tejido se basa en nailon 6 que contiene nanoplacas de grafeno de negro de humo modificado. El estudio está disponible como prueba previa en Materials Letters.

La tela no tejida podría filtrar las toxinas del torrente sanguíneo

​​​​​​Estudio: Tejidos no tejidos a base de nanoplacas de nailon 6/negro de carbón y grafeno obtenidas por soplado en fusión para la adsorción de urea, ácido úrico y creatinina. Crédito: Damián Pawlos/Shutterstock.com

Una de las enfermedades graves prevalentes a nivel mundial es la enfermedad renal crónica (ERC). Cuando los pacientes con ERC alcanzan las etapas III y IV, los médicos eliminan las toxinas urémicas de la sangre mediante hemodiálisis. Por lo general, un dializador consta de membranas que pueden separar las toxinas urémicas (productos de desecho) y el exceso de agua de la sangre.

El material de la membrana utilizado en hemodiálisis requiere varias propiedades que incluyen absorción, asimetría y homogeneidad. Los científicos han modificado las propiedades superficiales de las fibras de nailon 6, uno de los polímeros más utilizados, para que eliminen las toxinas urémicas de la sangre y, por tanto, puedan utilizarse en el tratamiento de hemodiálisis.

Nanomateriales para desarrollar telas no tejidas para absorber toxinas urémicas

Las nanoplacas de grafeno (GNP) son una clase de partículas de carbono que se utilizan ampliamente en la tecnología de membranas, particularmente en el área de separaciones de membranas. Los científicos utilizan ultrasonido con diferentes amplitudes y frecuencias y diaminas (método químico) para modificar los BNP. Uno de los adsorbentes comúnmente utilizados es el negro de carbón (CB). Es ampliamente utilizado debido a su costo relativamente bajo, alta microporosidad y gran área superficial.

Recientemente, los científicos han desarrollado telas no tejidas que pueden absorber toxinas urémicas y, por lo tanto, son útiles en el tratamiento de la ERC. Como se indicó anteriormente, este tejido se basa en nailon 6 que contiene GNP modificado con grupos amino. Además, también contiene CB modificado con grupos carboxilo por el proceso de melt-soplado. En este proceso, las fibras se orientan aleatoriamente de manera ordenada y densa con una superficie homogénea prominente. Es importante atar bien las fibras para que no se colapsen.

Propiedades características del tejido basado en nanotecnología recientemente desarrollado

Los científicos analizaron las propiedades mecánicas del material recién sintetizado y determinaron su elongación, resistencia al desgarro y resistencia a la rotura. En comparación con el nailon 6, que tiene un alargamiento del 77 %, el nailon 6/GNP/CB mostró un aumento del 98,4 % en el alargamiento. El aumento de la elongación podría deberse a la carga y dispersión de las nanopartículas.

Los investigadores observaron que Nylon-6/GNP/CB presentaba una resistencia al desgarro mejorada y una resistencia máxima a la rotura. Normalmente, el comportamiento mecánico de un no tejido depende de la fuerza de unión de las fibras y la densidad de la red, la orientación de las fibras en el no tejido y el deslizamiento de las fibras.

Caracterización de Nylon 6/GNP/CB no tejido

Los científicos utilizaron microscopía electrónica de barrido (SEM) para caracterizar el tejido recién fabricado. La imagen SEM de la tela no tejida de nailon 6 mostró una orientación suave y uniforme con poros interconectados. El diámetro medio de fibra se midió en 12,5 mm. Los espectros de espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) revelaron la presencia de tres elementos, es decir, carbono (C), nitrógeno (N) y oxígeno (O).

La imagen SEM de Nylon-6/GNP/CB mostró fibras regulares con rugosidad. Los científicos calcularon un diámetro de fibra promedio de 17,5 mm. Además, este tejido se examinó con un aumento mayor de 7500x, con nanopartículas de grafeno y negro de carbón bien distribuidas en la fibra. Al igual que el nailon 6, los espectros EDS del nailon 6/GNP (0,5 %) mostraron la presencia de elementos C, N y O. Sin embargo, en comparación con los espectros EDS de nylon 6, nylon-6/GNP mostró un mayor contenido de C y N y una disminución del contenido de O. Este resultado indicó la correcta incorporación de nanopartículas de C. La porosidad de la tela de nailon-6/GNP/CB también aumentó ligeramente en comparación con el nailon 6.

Los investigadores evaluaron el tejido recientemente desarrollado basándose en diferentes concentraciones de nanopartículas de grafeno y negro de humo. Observaron que nylon-6/GNP/CB (0,25%) podía eliminar el 90% de la urea en tres horas y diez minutos después de simular diálisis durante cuatro horas. Un estudio anterior encontró que el 79 % de la eliminación de urea ocurre a través de una membrana de ácido poliláctico (PLA) con heparina inmovilizada en su superficie.

El estudio actual también informó la eliminación de creatinina y toxinas de ácido úrico por Nylon-6/GNP/CB. Los investigadores informaron que el no tejido de nailon 6/GNP/CB al 0,5 % tuvo el mayor porcentaje de eliminación de creatinina (81 %) y toxinas de ácido úrico (88 %).

Los autores de este estudio afirmaron que el porcentaje de remoción de ácido úrico con Nylon-6/GNP/CB fue mayor al reportado en estudios previos. Este resultado podría deberse a la mejora de la porosidad y la presencia de dos nanopartículas adsorbentes en el tejido. Es importante destacar que los investigadores también encontraron que no se produce adhesión de proteínas en el tejido no tejido recientemente desarrollado.

Conclusión

En este estudio, los científicos demostraron que los materiales no tejidos a base de Nylon-6/GNP/CB poseen propiedades mecánicas mejoradas, alta porosidad y fibras que se unen correctamente entre sí. Debido a que este tejido puede eliminar significativamente la urea, la creatinina y el ácido úrico, podría usarse de manera efectiva para el tratamiento de hemodiálisis de pacientes con ERC.

referencia

Cabello-Alvarado, C. et al. (2022) Telas no tejidas a base de nanoplacas de nailon 6/grafeno negro de humo obtenidas por soplado en fusión para la adsorción de urea, ácido úrico y creatinina. letras de materiales https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X22007352?via%3Dihub

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