Síntesis y caracterización de materiales poliméricos activos para impresión 3D

Abstract

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2026Fil: Chinellato Díaz, Janet de los Ángeles. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.La demanda de biomateriales avanzados para aplicaciones médicas ha posicionado a poli(ácido láctico) (PLA) como un polímero de referencia debido a su biocompatibilidad y capacidad de reabsorción. Sin embargo, su implementación en dispositivos seguros enfrenta limitaciones críticas vinculadas a las rutas de obtención convencionales, las cuales dependen frecuentemente de catalizadores organometálicos tóxicos y solventes petroquímicos. Ante esta problemática, la presente Tesis Doctoral propone el desarrollo de estrategias de síntesis y procesamiento orientadas hacia la sostenibilidad, evaluando alternativas de origen renovable, catalizadores derivados de precursores benignos y metodologías avanzadas de estructuración y funcionalización. El trabajo se inicia con el estudio de la etapa de policondensación de ácido láctico, donde se valida el uso de limoneno como solvente de origen natural frente a los medios de reacción tradicionales. Se demuestra que este monoterpeno favorece la obtención de precursores con las características estructurales necesarias para la producción de lactida de alta pureza. Este monómero es posteriormente purificado para garantizar las condiciones requeridas en la polimerización por apertura de anillo para la obtención de PLA. En esta etapa, se desarrolla un catalizador férrico derivado del glicerol como alternativa biocompatible a los sistemas comerciales. Bajo las condiciones de síntesis empleadas, el uso de este complejo permite obtener un polímero de bajo peso molecular y naturaleza predominantemente amorfa, características que resultan de interés para matrices que requieren tasas de degradación acelerada. La investigación también explora la versatilidad de PLA en diferentes plataformas tecnológicas de aplicación biomédica. En el ámbito de la nanomedicina, se diseñan sistemas de nanoencapsulación evaluando cómo las condiciones de procesamiento y el tratamiento térmico permiten modular la organización de la matriz para optimizar la liberación de fármacos hidrofóbicos. Paralelamente, se analiza la viabilidad del sistema PLA-fármaco como dispositivo implantable bioactivo, mediante el empleo de la impresión 3D como plataforma de validación tecnológica e integrando el uso de tecnologías de fluidos supercríticos como una estrategia más sostenible para la incorporación del agente activo. Finalmente, el estudio integra una perspectiva de seguridad ambiental mediante el desarrollo de una estrategia analítica para la detección de nanopartículas de PLA en matrices acuosas. Este método, basado en la interacción con sondas fluorescentes, permite la cuantificación de residuos poliméricos en entornos reales, consolidando un enfoque que vincula la síntesis química sostenible con la funcionalidad del material y su monitoreo ambiental una vez finalizada su vida útil. En conclusión, en esta Tesis se ha logrado integrar el desarrollo de rutas de síntesis y tecnologías de procesamiento sostenibles, obteniendo sistemas de PLA con propiedades funcionales que los posicionan como plataformas versátiles para el diseño de dispositivos biomédicos y el monitoreo de su impacto ambiental.2028-02-28Fil: Chinellato Díaz, Janet de los Ángeles. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina