Electrospinning and electrospraying of poly (lactic acid) solutions in binary solvent systems

O poli (ácido lático) (PLA) é um biopolímero sintético, citocompatível e biodegradável. Ele fornece materiais para aplicações na área de liberação controlada de fármacos, embalagens de alimentos e engenharia de tecidos. Nesta pesquisa, soluções (20-35% m/v) de PLA (26 kDa) foram eletrofiadas em misturas binárias de clorofórmio/ácido fórmico. O conteúdo de ácido fórmico entre 20 e 40% em volume suporta fibras de PLA lisas (tamanho médio entre 231 e 637 nm). Por outro lado, a eletropulverização de soluções de PLA (10-25% m/v) em clorofórmio promove micropartículas lisas e uniformes (com tamanho médio entre 1,0 e 11,4 [microlitro]). Teores de ácido acético maiores que 10% em volume nas misturas binárias de clorofórmio/ácido acético evita à formação de micropartículas. Medidas de viscosidade e condutividade elétrica foram realizadas com as soluções poliméricas e as misturas binárias de solventes, respectivamente. Através do controle da concentração de polímero e do sistema de solvente, controlamos o processo, promovendo eletrofiação ou eletropulverização das soluções de PLA. Foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por infravermelho para caracterizar as fibras e partículas feitas de PLA. Além disso, foram eletrofiadas blendas de PLA/N,N-dimetil quitosana (DMC) em misturas binárias de clorofórmio/ácido fórmico nas concentrações de DMC entre 10 e 15 m% (em relação à massa de PLA). Este estudo relata abordagens acessíveis para produzir materiais a base de PLA com tamanhos na escala micro e nanométrica. Poly (acid lactic) (PLA) is a synthetic, cytocompatible, and biodegradable biopolymer. It provides materials for drug delivery, food packing, and tissue engineering applications. Here, we provide the electrospinning of PLA (26 kDa) solutions (20-35% wt/vol) in binary chloroform/formic acid mixtures. The formic acid content between 20 and 40 vol% support smooth PLA fibers (average size between 231 and 637 nm). The electrospraying of PLA solutions (10-25% wt/vol) in chloroform creates smooth and uniform microparticles (average size between 1.0 and 11.4 [microliter]). Contents of acetic acid higher than 10 vol% in binary chloroform/acetic acid mixtures prevent the formation of microparticles. Viscosity and conductivity measurements were carried out with the polymer solutions and the binary solvent mixtures, respectively. By modulating the polymer concentration and solvent system, we control the process, achieving electrospinning or electrospraying. Scanning electron microscopy and infrared spectroscopy characterize the PLA materials. PLA/N,N-dimethyl chitosan (DMC) blends were electrospinnable in binary chloroform/formic acid mixtures at DMC contents of 10 and 15 wt%. This study reports accessible approaches to support micro- and nano-sized PLA-based materials.