Hydrogels. Potentials biomaterials for controlled drug delivery

Con los métodos tradicionales de liberación de medicamentos se obtienen controles muy pobres sobre los niveles de fármaco óptimos terapéuticos que demandan los tratamientos. Estas imprecisiones provocan que el medicamento, que en principio puede ser efectivo para tratar la enfermedad, no se administre ni en la cantidad ni el tiempo ni el lugar esperado para que el tratamiento sea efi caz. De otro lado, el avance creciente en los últimos años sobre hidrogeles con facultades de liberadores trae nuevas alternativas para que un control preciso pueda ser aplicado en la administración de medicamentos. En la presente revisión se indican las propiedades que despiertan el interés sobre estos biomateriales, además de las condiciones de los fármacos que deben ser tenidos en cuenta, para luego ilustrar las bases que involucran el diseño y la construcción de dispositivos liberadores ideales a partir de hidrogeles.With traditional methods in drug release, poor controls are obtained about the ideals therapeutic levels that are required by the treatments. Due to these anomalies, the drug that initially was effective for the treatment of aforementioned disease, may not be administered in the required amount, at the right time and the expected location for effective treatment. On the other hand the rise, in recent years, about hydrogels as delivery systems, shows new alternatives to do an exact control in the fi eld of drug delivery. In the present review, are shown the main properties about these interesting biomaterials, in addition to the drugs conditions to be take into account and then the basis that involve design and production of drug delivery systems based on hydrogels

Diseño, síntesis y caracterización fisicoquímica de un hidrogel nanofuncionalizado basado en polietilenglicol

Tesis de Licenciatura en Química, trabajo de investigación en el desarrollo y síntesis de un material nanofuncionalizadoRESUMEN Los hidrogeles son redes poliméricas tridimensionales que pueden proporcionar ambientes únicos para contener materiales de diferente origen. La obtención de materiales compuestos de matriz polimérica con nanomateriales metálicos incrustados en la red ofrece la ventaja de que proporcionen alguna propiedad específica y/o mejoren la funcionalidad en la aplicación de la matriz. Los polímeros nanocompuestos o nanofuncionalizados son de gran utilidad en varias aplicaciones en el área de la medicina por ejemplo dentro de las más importantes son: marcaje celular, modelado de la membrana de las células, liberación de agentes terapéuticos. Lo que se pretende en este trabajo es el desarrollo de un hidrogel basado en polietilenglicol que contenga embebido en su estructura nanopartículas de plata con el fin de modificar sus propiedades, para tener un material más eficiente en ciertas aplicaciones o adicionar alguna propiedad de la cual la matriz carece. El desarrollo del hidrogel se lleva a cabo en pasos; inicialmente se hace reaccionar pentaeritritol y anhídrido acético, posteriormente se funcionaliza con polietilenglicol y finalmente con anhídrido metacrílico. Las nanopartículas son sintetizadas por separado mediante una reacción en microondas y al final se mezclan con el polímero ramificado en solución y un iniciador sensible a la luz UV, para finalizar la síntesis del hidrogel nanofuncionalizado. El material obtenido se analiza mediante técnicas fisicoquímicas como Microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Finalmente se lleva a cabo un análisis de la función del material nanocompuesto para la liberación controlada de fármacos, para este propósito se usó el 5-Fluorouracilo como modelo en un estudio de liberación in vitro.FE13-201

Hidrogeles basados en polisacáridos para aplicaciones biomédicas

[ES]Los hidrogeles han obtenido una gran importancia en los últimos años debido a la infinidad de aplicaciones descubiertas y al avance de la investigación. Muchos de ellos están formados a partir de compuestos naturales, lo que es esencial para conseguir una reducción sustanciosa en la contaminación y la posibilidad de integrarlos en los seres humanos sin correr ningún tipo de riesgo. Además, muchos de ellos son muy beneficiosos para la ingeniería de tejidos, el suministro de fármacos y el tratamiento de enfermedades, aplicaciones que anteriormente eran más complejas debido a los métodos utilizados en su tratamiento. En el presente informe, se recogen los polisacáridos naturales más importantes utilizados en la fabricación de hidrogeles como la celulosa y el quitosano y sus características más destacadas. La finalidad es mostrar y analizar las diferentes aplicaciones de estos polisacáridos dentro del sector biomédico, los avances y estudios obtenidos en los últimos años y el futuro que pueden llegar a tener tanto en este sector como en muchos otros relacionados.[EN]Hydrogels have gained great importance in recent years due to the numerous applications that have been discovered and the progress of research. Many of them are made from natural compounds, which is essential to achieve a substantial reduction in contamination and the possibility of safely integrating them into humans. In addition, many of them are highly beneficial for tissue engineering, drug delivery and disease treatment, applications that were previously more complex due to the methods used in their treatment. In this report, the most important natural polysaccharides used in the manufacture of hydrogels such as cellulose and chitosan and their salient characteristics are presented. The aim is to show and analyze the different applications of these polysaccharides within the biomedical sector, the advances and studies obtained in recent years and the future they may have in this sector as well as in many other related sectors.[EU]Hidrogelek garrantzi handia lortu dute azken urteotan, aurkitutako aplikazio ugariren eta ikerketaren aurrerapenaren ondorioz. Horietako asko konposatu naturalez osatuta daude, eta hori funtsezkoa da kutsadura nabarmen murrizteko eta gizakiengan inolako arriskurik gabe integratzeko. Gainera, horietako asko oso onuragarriak dira ehunen ingeniaritzarako, farmakoen hornidurarako eta gaixotasunen tratamendurako; izan ere, lehen, aplikazio horiek konplexuagoak ziren, tratamenduan erabilitako metodoengatik. Txosten honetan jasotzen dira hidrogelen fabrikazioan erabiltzen diren polisakarido natural garrantzitsuenak, hala nola zelulosa eta quitosanoa, eta horien ezaugarri nabarmenenak. Helburua da sektore biomedikoan polisakarido horiek dituzten aplikazioak erakustea eta aztertzea, bai eta azken urteetan lortutako aurrerapenak eta azterlanak eta sektore horretan nahiz lotutako beste askotan izan dezaketen etorkizuna ere

Apósito de aloe vera para la cicatrización de heridas dérmicas

129 páginasLa reparación y regeneración del tejido lesionado debido a diversos factores como el medio ambiente, quemaduras, alergias, agentes químicos y farmacéuticos ha sido desde la antigüedad un gran desafío para los seres humanos. El hombre ha venido tratando de devolver la morfología, apariencia y funcionalidad a los tejidos lesionados. Para esto, tratamientos como injertos, vendajes, cremas y otros métodos como son los andamios y apósitos han sido ampliamente utilizados. Hoy en día, los apósitos para heridas han sido objeto de estudio para muchos investigadores. Estos, pueden obtenerse naturalmente de insectos, animales marinos y plantas que poseen propiedades antibacteriales, son biocompatibles, hidratantes y activadores de células. Algunos de ellos, como el alginato y el quitosano, cuentan con componentes que pueden ayudar en el proceso de curación. El presente trabajo de investigación, se desarrolló para optimizar la composición del sistema de liberador de medicamentos de Aloe vera, que es ampliamente utilizado por sus propiedades terapéutica, por lo cual, puede ser un material activo en apósitos para heridas. Este sistema ha sido estudiado desde hace unos años en el Laboratorio de Biomateriales, con el principal objetivo de contribuir a la cicatrización de irritaciones y lesiones dérmicas superficiales; buscando obtener un mejor tratamiento que sea biodegradable, no tóxico y antibacterial. También se realizaron estudios morfológicos por medio de la microscopia electrónica de barrido (SEM) y análisis estructural de la composición de cada matriz con microscopía infrarroja de la transformada de Fourier. El desarrollo del sistema polimérico se realizó con alginato y quitosano. Se obtuvieron matrices que absorben Aloe vera y lo liberan de manera controlada. El proceso de obtención se mejoró utilizando diferentes concentraciones de las soluciones y empleando entrecruzantes físicos como el ultrasonido y el secado en frío con equipo de liofilización, entrecruzantes químicos, como el cloruro de sodio, y agente porogénico. Sin embargo, no todas las matrices presentaron las propiedades adecuadas, por lo cual, se seleccionaron cinco tratamientos para realizar los análisis. Además, se diseñó el soporte que llevaría la matriz para fácil manipulación por el usuario o paciente. Los apósitos de alginato/quitosano y Aloe vera mostraron tasas de degradación satisfactorias, buena capacidad de hinchamiento, capacidad antibacterial con Staphylococus aureus y compatibilidad. Se presentó potencial actividad antibacterial en las matrices cargadas con Aloe vera y ensayos in vitro demostraron buena biocompatibilidad.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a

Nanogeles de quitosano para la liberación controlada de polioxometalatos con aplicaciones biomédicas

[ES] Durante muchos años, la utilización de polímeros de origen natural se ha visto limitada al uso de materiales de tipo cotidiano como la lana, la seda o el caucho natural. No obstante, los biomateriales, tradicionalmente definidos como materiales de uso clínico, han presenciado un aumento en su grado de sofisticación y estos son el objeto de estudio de muchas líneas de investigación relacionadas con la medicina, biotecnología, genética y farmacia. Este desarrollo de nuevos biomateriales ha impulsado el uso de polímeros biodegradables para aplicaciones biomédicas. En este ámbito, los hidrogeles son de gran relevancia

Hidrogeles de alginato-g-ácido poliacrílico para aplicaciones biomédicas

La realització d'aquest projecte es basa en l'estudi i caracterització de l'hidrogel d'alginat de sodi empeltat en àcid polí acrílic. L'objectiu principal d'aquesta investigació és comprendre les propietats i el comportament d'aquest material. En primer lloc, s'ha investigat la grandària del porus de l'hidrogel; això és essencial per determinar la seva capacitat d'absorció i retenció d'aigua, així com el seu potencial per a ser utilitzat com a apòsit o matriu d’alliberació de fàrmacs. A més, s'ha elaborat una anàlisi calorimètric per investigar les propietats tèrmiques del material i comprendre la seva estabilitat en diferents condicions. L'increment de volum de l'hidrogel, o la seva capacitat d'absorció d'aigua i expansió, és un altre tema important abordat en aquest estudi. Això és essencial per avaluar el seu comportament en entorns fisiològics i determinar la seva viabilitat per a aplicacions de regeneració de teixits. També s'ha estudiat la capacitat de l'hidrogel per descompondre's en presència d'aigua o altres condicions fisiològiques. Això és necessari per avaluar la seva biocompatibilitat i idoneïtat per a ús biomèdic. La capacitat d'auto curació de l'hidrogel, és a dir, la seva capacitat per reparar escletxes o danys interns, és un altre aspecte examinat en aquest estudi. Això pot ser crucial per a aplicacions que requereixen materials duradors. Finalment, s'han realitzat proves de resistència per avaluar la capacitat d’unió de l'hidrogel. Això és rellevant per a aplicacions on l'hidrogel i altres materials requereixen una unió sòlida i duradora.La realización de este proyecto se basa en el estudio y caracterización del hidrogel de alginato de sodio injertado con ácido poliacrílico. El objetivo principal de esta investigación es comprender las propiedades y comportamiento de este material. En primer lugar, se ha investigado el tamaño del poro del hidrogel; esto es esencial para determinar su capacidad para absorber y retener agua, así como su potencial para ser utilizado como apósitos o matrices de liberación de fármacos. Además, se realizó un análisis calorimétrico para investigar las propiedades térmicas del material y comprender su estabilidad en diferentes condiciones. El hinchamiento del hidrogel, o su capacidad de absorber agua y expandirse, es otro tema importante abordado en este estudio. Esto es esencial para evaluar su comportamiento en entornos fisiológicos y determinar su viabilidad para aplicaciones de regeneración de tejidos. También se ha estudiado la capacidad del hidrogel para descomponerse en presencia de agua u otras condiciones fisiológicas. Esto es necesario para evaluar su biocompatibilidad e idoneidad para usos biomédicos. La capacidad de autocuración del hidrogel, es decir, su capacidad para reparar grietas o daños internos es otro elemento examinado en este estudio. Esto puede ser crucial para aplicaciones que requieren materiales duraderos. Finalmente, se han realizado pruebas de resistencia para evaluar la capacidad de adhesión del hidrogel. Esto es relevante para aplicaciones donde el hidrogel y otros materiales requieren una unión sólida y duradera.The realization of this project is based on the study and characterization of sodium alginate hydrogel grafted with polyacrylic acid. The main objective of this research is to understand the properties and behaviour of this material. Firstly, the pore size of the hydrogel has been investigated, which is essential to determine its capacity for water absorption and retention, as well as its potential for use as dressings or drug release matrices. Additionally, a calorimetric analysis was conducted to investigate the thermal properties of the material and understand its stability under different conditions. The swelling of the hydrogel, or its ability to absorb water and expand, is another important aspect addressed in this study. This is essential to evaluate its behaviour in physiological environments and determine its viability for tissue regeneration applications. The degradation capacity of the hydrogel in the presence of water or other physiological conditions has also been studied. This is necessary to evaluate its biocompatibility and suitability for biomedical uses. The self-healing capacity of the hydrogel, i.e., its ability to repair cracks or internal damages, is another element examined in this study. This can be crucial for applications that require durable materials. Finally, resistance tests have been performed to evaluate the bonding capability of the hydrogel. This is relevant for applications where the hydrogel and other materials require a strong and long-lasting union

Polímeros inteligentes. Informe de vigilancia tecnológica

Este informe de Vigilancia Tecnológica ha sido cofinanciado con Fondos FEDER y se ha realizado dentro del marco del Contrato Programa suscrito entre la Dirección General de Universidades e Investigación de la Comunidad de Madrid y la Universidad Carlos III de Madrid, con la colaboración del Parque Científico de Leganés que gestiona el Círculo de Innovación en Materiales, Tecnología Aeroespacial y Nanotecnología.Los sistemas poliméricos inteligentes o polímeros sensibles al estímulo son polímeros que en respuesta a ligeros cambios en su entorno, como temperatura, pH, luz, campo eléctrico o magnético, concentración iónica, moléculas biológicas, etc. sufren cambios drásticos en sus propiedades. En este informe de Vigilancia Tecnológica se ha planteado la clasificación de los polímeros inteligentes según tres puntos de referencia: · Atendiendo al estímulo que reciben, · Atendiendo a la respuesta que proporcionan o · Según el tipo de material polimérico. El interés por el comportamiento “inteligente” de los polímeros aparece mucho más tarde que en el caso de los materiales metálicos o cerámicos inteligentes. Durante las últimas dos décadas el papel desempeñado por los polímeros inteligentes tomó importancia rápidamente, debido a los resultados prometedores de las investigaciones que demostraban las propiedades útiles de algunos polímeros en aplicaciones practicas.Dirección General de Universidades e Investigación. Comunidad de Madrid. Universidad Carlos III de Madrid. Acción Innovadora Fondos FEDE

Síntesis y caracterización de un sistema electroestimulado

Los hidrogeles electroconductores son compuestos 3D formados por matrices poliméricas de distinta naturaleza como los hidrogeles y los polímeros conductores, los cuales le confieren al compósito propiedades ópticas, eléctricas y redox únicas. Estos materiales híbridos pueden ser utilizados como biomateriales en biosensoresimplantables o sistemas de suministro controlado de medicamentos. En el presente trabajo se estudió la síntesis y caracterización de un sistema electroestimulado a partir de polipirrol (PPy) y el microgel responsivo a base de poli(2-dietilamino etilimetacrilato) (pDEAEMA). Además se investigó la liberación electroestimulada usando Rodamina 6G (Rh6G) como droga modelo.Facultad de Ciencias Exacta

Síntesis y caracterización de un sistema electroestimulado

Los hidrogeles electroconductores son compuestos 3D formados por matrices poliméricas de distinta naturaleza como los hidrogeles y los polímeros conductores, los cuales le confieren al compósito propiedades ópticas, eléctricas y redox únicas. Estos materiales híbridos pueden ser utilizados como biomateriales en biosensoresimplantables o sistemas de suministro controlado de medicamentos. En el presente trabajo se estudió la síntesis y caracterización de un sistema electroestimulado a partir de polipirrol (PPy) y el microgel responsivo a base de poli(2-dietilamino etilimetacrilato) (pDEAEMA). Además se investigó la liberación electroestimulada usando Rodamina 6G (Rh6G) como droga modelo.Facultad de Ciencias Exacta

Bionanocompósitos de carragenina κ con nanopartículas metálicas

En este trabajo se reporta la preparación de nanocompósitos a base de biopoliméricos de Carragenina tipo κ con nanopartículas metálicas de plata y oro. La síntesis de las nanopartículas se llevó a cabo in situ en presencia de Carragenina κ, seguida del secado de la dispersión coloidal por liofilización para la obtención de los nanocompósitos. La morfología de los nanocompósitos y de las nanopartículas fue analizada por microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET). Las propiedades ópticas se evaluaron mediante espectroscopía de UV-vis mientras que la caracterización estructural se llevó a cabo mediante espectroscopía de infrarrojo. Las propiedades térmicas se estudiaron mediante calorimetría diferencial de barrido (CDB). Los resultados muestran nanocompósitos con propiedades ópticas similares a las NP metálicas y con propiedades térmicas mejoradas. Estos nanocompósitos presentan potenciales aplicación como soporte biodegradable