Obtención y caracterización de un sistema de liberación de Sr+2 a partir de entrecruzamiento iónico de alginato

Abstract

El hueso es un órgano con funciones críticas para la fisiología humana, ya que no solo se encarga de la protección y soporte de otros tejidos, sino que también interviene en la homeostasis mineral, regula el pH sanguíneo y aloja a múltiples células progenitoras. El tejido óseo posee la capacidad única de poder repararse a sí mismo sin dejar cicatrices, no obstante, bajo algunas situaciones, tales como: grandes fracturas óseas, enfermedades como tumores o situaciones metabólicas, esta capacidad se ve limitada por lo que se requiere la anteversión médica para el tratamiento del daño óseo. Los procedimientos para este tipo de lesiones tienen un impacto clínico y económico enorme. Por ello, en el presente trabajo se aborda dicha problemática mediante la ingeniería de tejido óseo la cual utiliza distintos materiales que puedan servir de relleno del daño óseo para guiar su reparación. Un posible material podría ser a base de alginato ya que posee propiedades acordes para la aplicación buscada: buena biocompatible, baja toxicidad y económicamente accesible, aunque presenta buena solubilidad en agua. A partir de la incorporación de iones Ca+2 y Sr+2 a soluciones de alginato de sodio se logró un material entrecruzado, con mayor estabilidad en medios acuosos, como sistema de liberación de Sr+2. La importancia de este catión se debe a que se ha demostrado su efecto anabólico sobre el hueso. Se analizó la concentración de los iones empleados como entrecruzante y los tiempos de gelación sobre la liberación de estroncio. Dichos sistemas fueron caracterizados por ensayos de hinchamiento y degradación encontrándose que el porcentaje del ion liberado depende del tiempo de gelación de las muestras, ya que al cabo de 6 días se cuantificó en el medio un 28,5%, 24,8% y 17,1% de Sr+2 para 1, 12 y 24 h de gelación, respectivamente.

Bone is an organ with critical functions for human physiology. Bone tissue has the unique ability to repair itself without scarring, however, under some situations, such as: bone fractures or diseases, this ability is limited and requires expensive clinical interventions for the treatment of bone damage. Thus, in the present work, this problem is addressed through bone tissue engineering, which uses different materials to serve as fillers for bone damage to guide its repair. A possible material could be an alginate base since it has good properties: biocompatible, low toxicity and economically accessible, although it is soluble in water. From the incorporation of Ca+2 and Sr+2 ions to sodium alginate solutions, a cross-linked material will be obtained, with greater stability in aqueous media, as a Sr+2 release system. The concentration of the ions used as crosslinking and the gelation times on the strontium release were analyzed. These systems were characterized by swelling and degradation tests, finding that the percentage of the ion released depends on the gelation time of the samples, since after 6 days 28,5 %, 24,8 % and 17,1 % were quantified in the medium for 1, 12 and 24 h of gelation, respectively.