Chitosan hydrogels crosslinked with glyoxal as controlled drug release systems

Abstract

Los hidrogeles de quitosano han generado interés como sistemas de administración transdérmica de fármacos debido a su capacidad para la liberación controlada de compuestos bioactivos. En este estudio, se sintetizaron y caracterizaron hidrogeles de quitosano entrecruzados con glioxal, como un sistema de liberación controlada de fármacos en producción animal. Los hidrogeles fueron caracterizados mediante Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier para identificar grupos funcionales y confirmar la incorporación de insulina. Los estudios de hinchamiento demostraron una relación de hinchamiento máxima del 4155 % en pH ácido, lo que indica una significativa absorción de agua y potencial para aplicaciones en la administración de fármacos. Las evaluaciones de biocompatibilidad, que incluyeron ensayos de hemólisis y MTT, revelaron un porcentaje de hemólisis inferior al 10 % y una viabilidad celular superior al 95 % después de 24 y 48 horas, evidenciando su biocompatibilidad. Se encontró una eficiencia de incorporación de insulina del 95.99 %, con un perfil de liberación sostenida que alcanzó un máximo del 13.19 % a las 27 horas. Estos hallazgos sugieren que los hidrogeles de quitosano entrecruzados con glioxal tienen potencial como plataformas para la administración transdérmica lenta o sostenida de fármacos en la producción animal, particularmente para agentes terapéuticos que requieren una liberación prolongada.Chitosan hydrogels have garnered attention as transdermal drug delivery systems due to their ability tofacilitate controlled release of bioactive compounds, achieving systemic therapeutic effects. In this study,we synthesized and characterized chitosan hydrogels crosslinked with glyoxal, targeting their potentialas controlled drug release systems in animal production. The hydrogels were extensively characterizedusing Fourier Transform Infrared Spectroscopy to identify functional groups and confirm the successfulincorporation of insulin. Swelling studies demonstrated a maximum swelling ratio of 4155 % at acidicpH, indicating significant water uptake and potential for drug delivery applications. Biocompatibilityassessments, including hemolysis and MTT assays, revealed a hemolysis percentage below 10 % andcell viability exceeding 95 % after 24 and 48 hours, underscoring the hydrogels’ safety profile. Insulinincorporation efficiency was 95.99 %, with a sustained release profile reaching a maximum of 13.19 % at27 hours. These findings suggest that chitosan-based hydrogels crosslinked with glyoxal hold promise aseffective platforms for slow or sustained transdermal drug delivery, particularly for therapeutic agentsrequiring prolonged release.