Micro-structured and self-assembled patterns in PLA-cast films as a function of CTAB content, magnesium and substratum hydrophobicity

Abstract

La fabricación de biomateriales con superficies estructuradas para fines médicos es un tema de gran interés. La producción de topografías con determinadas características puede beneficiar la formación de tejidos y/o reducir la probabilidad de desarrollar una infección debido al obstáculo que muestran ciertas microestructuras a la adhesión microbiana.

Este trabajo presenta una forma nueva y económicamente atractiva de fabricar patrones microestructurados en la superficie de de uno de los materiales poliméricos bioabsorbibles más interesantes en la actualidad, el ácido poliláctico (PLA). La formación de Se presenta la formación de agujeros distribuidos homogéneamente en función de tres factores: la concentración de bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) y la concentración de bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB). bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB), la presencia o no del dispersante magnesio, y la hidrofobicidad del soporte utilizado en la fabricación de la película de PLA, silicona o vidrio. El tamaño de los agujeros aumenta con la concentración de CTAB de 1 a 5 μm en silicona y de 2 a 20 μm en vidrio. Las partículas de magnesio hacen que el CTAB se disperse mejor dentro de la matriz de PLA, provocando que los agujeros irregulares observados en el vidrio se vuelvan regulares con tamaños entre 0,5 y 2 μm. Las topografías obtenidas sobre silicona son muy estables en el tiempo, mientras que sobre vidrio se degradan después de 28 días. Por consiguiente, es posible diseñar un amplio espectro de topografías microestructuradas, que abarcan antimicrobianas y de integración tisular.

The fabrication of biomaterials with structured surfaces for medical purposes is a topic of great interest. Producing topographies with certain characteristics can benefit tissue formation and/or reduce the probability of developing an infection due to the hindrance shown by certain micro-structures to microbial adhesion.

This work presents a new, economically attractive way to fabricate micro-structured patterns on the surface of one of the currently most interesting bioabsorbable polymeric materials, polylactic acid (PLA). Formation of homogeneously distributed holes is presented as a function of three factors: the concentration of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), the presence or not of the dispersant magnesium, and the hydrophobicity of the support used in the PLA-film fabrication, silicone or glass. The size of the holes increases with the CTAB concentration: from 1 to 5 μm on silicone and 2 to 20 μm on glass. Magnesium particles make CTAB to disperse better inside the PLA matrix, provoking the irregular holes observed on glass become regular with sizes between 0.5 and 2 μm. The topographies obtained on silicone are highly stable over time, while on glass they degrade after 28 days. Consequently, it is possible to design a wide spectrum of micro-structured topographies, covering both antimicrobial and tissue integration targets.