Caracterización mediante FTIR de hidrogeles a partir de polielectrolitos

Abstract

Aunque el hueso tiene la capacidad de repararse a sí mismo sin dejar cicatrices, hay casos en los que los mecanismos naturales de reparación ósea no son suficientes, tal es el caso de la destrucción del tejido producto de enfermedades o post-trauma, que finalmente requiere intervención médica. Se pronostica que estos casos vayan en aumento debido al incremento en la incidencia de osteoporosis y a la extensión de la esperanza de vida. A su vez, las distintas terapias que existen como opción en el reemplazo y restauración de tejido óseo presentan ciertas desventajas. Los metales tienen baja osteointegración, y los injertos dependen de un donor adecuado, además del costo que implican estas intervenciones. En respuesta a este problema la Ingeniería de Tejido Óseo (ITO) tiene como objetivo, mediante un enfoque multidisciplinario, la creación de matrices que imiten al hueso en estructura y función y que favorezcan su regeneración. Para el desarrollo de matrices en ingeniería de tejidos, se emplean diversos materiales, como cerámicas, vidrios bioactivos, polímeros naturales o sintéticos, y materiales compuestos. Estos últimos como combinación de dos o más precursores para obtener matrices que reúnan las características deseables a partir de la combinación de las propiedades de los mismos. En el caso de la utilización de materiales compuestos a partir de una mezcla de polímeros se presenta el desafío de la compatibilidad, lo cual puede derivar, en el caso de no ser lograda, en la presencia de microfases y en un producto no homogéneo. Una de las estrategias aplicables para mejorar la calidad de las mezclas es el uso de ultrasonido, elegida además para ITO debido a su inocuidad. En base a esto se diseñaron y caracterizaron mediante Espectrometría Infrarroja de Reflectancia Total Atenuada con Transformada de Furier (FTIR-ATR) matrices del tipo hidrogeles para su uso en la reparación de tejido óseo, a partir de alginato de sodio (AlgNa) como polielectrolito aniónico (PEA) y un polímero sintético como polielectrolito catiónico (PEC), unidos electrostáticamente. Métodos: En primer lugar, se realizó la síntesis del PEC en el laboratorio a partir de la polimerización radicalaria de los monómeros DMAEMA (2-(Dimetilamino) etilmetacrilato) y acetato de vinilo (VA). Una vez obtenidos los PEC se llevó a cabo la compatibilización con AlgNa (Sigma Aldrich). Para eso se solubilizaron en agua tanto los PEC (solución en agua 2%) como el AlgNa purificado (solución en agua 0,5%). Luego se llevó a cabo la compatibilización por ultrasonido (Bandelin Sonopuls HD Bandelin Sonopuls HD) a 20 KHz, pH 6, 20° C, con agitación y por goteo durante 30 min. Cada matriz obtenida fue luego separada por decantación, congelada y secada en liofilizador. Se usó FTIR-ATR para caracterizar los componentes de cada matriz (AlgNa purificado, DMAEMA10VA, DMAEMA 90VA) como de las matrices obtenidas (DMAEMA10VA-AlgNa, DMAEMA90VA-AlgNa). Utilizando el programa Omnic 8 de ThermoFisher se procesaron los espectros obtenidos. Los datos crudos de estos se adjuntan en archivo Excel, así como sus imágenes.