Bij het Centre for Textile Science and Engineering (CTSE) van de Universiteit Gent onderzoeken onderzoekers hoe elektrogesponnen nanovezelmembranen kunnen dienen als poreuze verstevigingsmatrix voor de hydrogels van het geïntegreerde wondverband (Figuur 1). Deze aanpak kan de nodige mechanische sterkte bieden zonder in te boeten op flexibiliteit en vochtdoorlaatbaarheid. De nanovezelmembranen kunnen bovendien worden gebruikt als drager voor geneesmiddelhoudende nanodeeltjes in de hydrogel, zodat die homogeen verdeeld worden, of als ondersteuning voor de flexibele sensoren.
Nanovezelproductie via elektrospinnen
Voor de productie van de nanovezelmembranen wordt gebruikgemaakt van elektrospinnen uit oplossing (Figuur 2). Daarbij worden polymeren, meestal kunststoffen, opgelost in een geschikt en bij voorkeur onschadelijk oplosmiddel. De verkregen oplossing wordt vervolgens door een spinnaald gepompt. Door een hoogspanningsveld aan te leggen tussen de naald en een collector ontstaat een elektrisch geladen jet. Tijdens de beweging van die jet wordt de oplossing sterk uitgerekt, verdampt het oplosmiddel en vormen zich nanovezels met een diameter van minder dan één micrometer. Het resultaat is een non-woven membraan met een hoge porositeit, een groot specifiek oppervlak en een hoge flexibiliteit, eigenschappen die bijzonder geschikt zijn voor deze toepassing.
Geselecteerde materialen voor de nanovezelmembranen
Voor het geïntegreerde wondverband binnen het DIAMOND-project werden de materialen geselecteerd op basis van hun biocompatibiliteit, mechanische eigenschappen en verwerkbaarheid uit onschadelijke oplosmiddelen. Twee materialen kwamen daarbij naar voren als veelbelovende kandidaten: polycaprolacton (PCL) en polyether-blok-amide (PEBA) (Figuur 3). Na productie bleken PCL-membranen minder geschikt voor de transfer van sensorelektroden door hun relatief lage breuksterkte en hogere gevoeligheid voor temperatuur. Hun hoge flexibiliteit kan wel een voordeel zijn voor integratie in hydrogels. PEBA-membranen daarentegen vertonen mechanische eigenschappen die beter aansluiten bij de transfer van sensorelektroden, zoals ook door Centexbel werd bevestigd, en bieden bovendien een hogere thermische weerstand.
Volgende stappen in het project
De komende periode ligt de focus op de integratie van beide membraantypes in de hydrogels die door UMET (Universiteit van Lille) worden ontwikkeld. Daarbij wordt onderzocht hoe de materiaalkeuze, membraandikte en vezeldiameter de mechanische eigenschappen beïnvloeden. Parallel zullen de membranen worden gecombineerd met de nano- en microdeeltjes van Materia Nova om hun verdeling in de hydrogels te optimaliseren.
Daarnaast wordt Denis Samburskii verwelkomd in het team van CTSE (Universiteit Gent) als nieuwe onderzoeker op het DIAMOND-project.