Dossier

La ricerca per il settore tessile abita a Biella

Fibre ottenute con elettrofilatura per usi biomedicali

L’elevata finezza delle fibre che si possono ottenere con il processo dell’elettrofilatura (o electrospinning) consente di produrre materiali caratterizzati da un altissimo rapporto superficie/volume e da una elevata porosità, che trovano molte applicazioni nel settore dell’abbigliamento, del biomedicale, dell’elettronica, del tessile tecnico. Nel settore biomedicale in particolare vengono già prodotte con questa tecnologia le bende per la cura e la protezione di ferite e bruciature, ed i supporti per la crescita cellulare. Questi materiali sono infatti dotati di alcune caratteristiche fondamentali per l’uso specifico: presentano elevata biodegradabilità, sono in grado di creare un effetto barriera contro la minaccia dei batteri esterni, mostrano requisiti di traspirabilità e impermeabilità, possono essere utilizzati come supporto per il rilascio dei farmaci.

Tecnologia dell’electrospinning Presso l’ISMAC è stato assemblato un sistema per l’elettrofilatura che consiste essenzialmente in un iniettore (siringa) che spinge il polimero (fuso o in soluzione) in un capillare, ed uno schermo di raccolta posto di fronte al capillare; il capillare e lo schermo sono caricati elettrostaticamente per mezzo di un generatore. Le fibre ottenute hanno diametri compresi tra poche decine di nanometri e circa 180 nm, con distribuzioni di diametro uniformi e una bassa presenza di difetti, requisiti rilevabili con le tecniche di microscopia elettronica a scansione, con la Differential Scanning Calorimeter (DSC) e lo spettrofotometro ad infrarosso FT-IR.

Partendo dalla tecnologia dell’elettrofilatura si sono volute indagare le proprietà della cheratina estratta dalla lana e presente nei sottoprodotti di scarto dell’industria tessile: si tratta di una sostanza polimerica fibrosa non filabile ma biodegradabile e perciò recuperabile e trasformabile in materiali che, grazie a proprietà innovative, possono risultare idonei per usi tessili e non. Poiché la cheratina rigenerata ha però scarse proprietà meccaniche, a causa del ridotto peso molecolare che ne determina un limitata processabilità (attitudine a subire un processo tecnologico), presso l’ISMAC si sonno condotte prove di miscelazione della proteina con un polimero biocompatibile, il polietilen-ossido (PEO, 400.000 Da), così da migliorarne la processabilità e quindi estenderne i campi di applicazione.

Con una ricerca specifica relativa al processo di elettrofilatura a partire da cheratina e con l’aggiunta di polietilenossido, all’ISMAC si è voluto valutare una possibile applicazione delle nuove fibre ottenute in uno specifico settore biomedicale. Fibroblasti Infatti, così come riportato in letteratura, le membrane di cheratina rigenerata risultano facilmente biodegradabili in vivo e in vitro e potrebbero quindi essere utilizzate come scaffolds (microstrutture utilizzate nelle tecniche di rigenerazione cellulare) specifici per la proliferazione dei fibroblasti, le cellule tipiche e più numerose del tessuto connettivo dello pelle. Il polimero naturale della lana offrirebbe in questo caso la possibilità di essere utilizzato come matrice per la produzione in laboratorio di lembi di tessuto da utilizzare, nella chirurgia plastica, per riparare i danni subiti dall’epidermide in seguito a gravi traumi, come ferite o ustioni. Tra le possibili applicazioni nel settore tecnico tessile, si sta inoltre valutando la possibilità di utilizzare la cheratina per la filtrazione attiva delle acque e per la purificazione dell'aria grazie alla sua caratteristica di assorbire sostanze tossiche come ioni di metalli pesanti, formaldeide e altri composti organici volatili.

Per approfondimenti

Elettrofilatura da scarti di fibre naturali

http://www.tessileesalute.it/flex/files/D.96688d3d8ed47a90a135/Dotti.pdf

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