Estudio de la degradabilidad de materiales poliméricos biodegradables irradiados. - Salguero, Noelia (2011)
Los polímeros biodegradables poli-L-láctico (PLLA) y polihidroxibutirato (PHB) se han utilizado recientemente para ingeniería de tejidos, debido a su biodegradabilidad, sus muy buenas propiedades mecánicas y velocidad de degradación apropiada, comparable con el tiempo de recuperación de tejidos humanos dañados. Sin embargo, tienen una gran limitación en la compatibilidad con las células. Sus superficies altamente hidrofóbicas hacen que sea muy difícil cultivar células sobre ellas pues no presentan buena adhesión. En los últimos años, la irradiación con haces de iones se ha aplicado para modificar la superficie de polímeros con el fin de mejorar la compatibilidad con sangre y tejidos debido a que permite la creación de grupos polares sobre su superficie aumentando su carácter hidrofílico y favoreciendo, de esta manera, la adhesión de componentes biológicos. Está demostrado que la irradiación con iones produce un notable incremento de la adhesión y proliferación de células sobre la superficie del polímero, con lo que se mejora la biocompatibilidad. La aplicación de iones pesados rápidos permite controlar, variando la energía y el tipo de ión, los parámetros de la región dañada: profundidad en el material, intensidad de daño y las dimensiones del diámetro de la traza latente. Si bien esta mejora en la biocompatibilidad de los polímeros es necesaria para su aplicación como sustratos en ingeniería de tejidos, es deseable que las modificaciones producidas con el tratamiento no disminuyan su degradabilidad. En este trabajo se irradiaron los polímeros poli-L-láctico (PLLA) y polihidroxibutirato (PHB) con haces de iones pesados (C y S) de distintas energías y fluencias para modificar sus propiedades hidrofóbicas. Luego de la irradiación, se estudiaron las modificaciones de la superficie irradiada y se evaluó si se produjo algún cambio significativo en la degradabilidad de los polímeros, para lo cual las muestras irradiadas y las no irradiadas fueron sometidas a dos tipos de ensayos de degradación in vitro, uno en condiciones fisiológicas y el otro en presencia de un enzima. La superficie de los polímeros irradiados y degradados fue estudiada por: Microscopía electrónica de barrido en modo ambiental (ESEM), Espectroscopía de infrarrojo con transformadas de Fourier con sistema de Reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR), Microespectroscopía infrarroja con transformadas de Fourier (Micro-FTIR), por medio del ángulo de contacto y por espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Por otro lado se evaluaron también las propiedades térmicas de los polímeros modificados mediante análisis termogravimétrico (TGA-DTA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Para estudiar la degradabilidad de las muestras incubadas in vitro, además de las técnicas ya mencionadas se estudió el porcentaje de pérdida de peso y se realizó el análisis de peso molecular viscosimétrico. Los resultados demostraron que el efecto predominante de la irradiación en los polímeros fue el corte de cadenas y la consecuente amorfización con un aumento del carácter hidrofílico de las superficies, lo cual, de acuerdo a la literatura, mejora la adhesión y proliferación celular. Por otro lado, se determinó que la irradiación aumenta la degradabilidad de los polímeros in vitro.