Hidrogeles sintéticos con propiedades mecánicas controladas

Parra Serrano, Irene
Sánchez Somolinos, Carlos (dir.) ; González Lana, Sandra (dir.)

Sebastián Cabeza, Víctor (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2019
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: ANTECEDENTES: La matriz extracelular (MEC) es una red tridimensional estructuralmente compleja, que actúa como soporte de las células, controla el desarrollo de sus funciones básicas y desempeña un papel fundamental en la regeneración de los tejidos. Por este motivo, ha sido objeto de estudio durante los últimos años en el ámbito de la biomedicina, que trata de sintetizar andamiajes artificiales in vitro capaces de emular las funciones de la MEC. En este contexto, los hidrogeles han cobrado mucha importancia. Se trata de materiales constituidos por redes poliméricas tridimensionales, que poseen la capacidad de almacenar agua en su interior. Dichas propiedades los hace semejantes a los tejidos blandos del organismo, proporcionándoles cierta ventaja frente a otro tipo de materiales.
OBJETIVO: En el presente trabajo se plantea la preparación, modulación de las propiedades mecánicas y caracterización de hidrogeles basados en polietilenglicol diacrilato (PEGDA), 2,2’-(ethilenedioxi) dietanetiol (EDDET) y ácido acrílico, tratando de emular la MEC de los tejidos del organismo. Finalmente, también se han llevado a cabo ensayos preliminares con el fin de estudiar la adhesión celular en este tipo de materiales.
METODOLOGÍA: La preparación de los hidrogeles se ha llevado a cabo en el departamento de Física de la Materia Condensada (Laboratorio de Manufacturación Avanzada del ICMA). La modulación de las propiedades mecánicas, se ha realizado mediante la variación estequiométrica de PEGDA y EDDET, y su posterior caracterización mecánica a través de ensayos de compresión en el I3A. La caracterización morfológica de los hidrogeles, se ha realizado, en el INA, mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Asimismo, han sido sometidos a ensayos de hinchamiento, realizados en el Laboratorio de Manufacturación Avanzada del ICMA, con el fin de estudiar la cantidad de agua que son capaces de absorber. Por último, la adhesión celular de los sistemas preparados, ha sido estudiada, en el I3A, mediante la biofuncionalización y posterior cultivo celular.
RESULTADOS: A través de la variación de la estequiometria de los macrómeros de PEGDA y EDDET que constituyen el hidrogel, es posible la modulación de las propiedades mecánicas del material. Se han sintetizado desde hidrogeles blandos y flexibles, con un valor de módulo de Young de 6 kPa, hasta hidrogeles rígidos con valores de 487 kPa. Los ensayos de hinchamiento, han mostrado que la cantidad de PBS absorbida depende, en gran medida, tanto de la relación estequiométrica de PEGDA y EDDET como de la proporción de Phosphate Buffer Saline (PBS) que contengan las muestras, llegando a absorber, algunas de ellas, un 120% respecto su peso inicial. Mediante la microscopía electrónica se ha observado que se ha trabajado con hidrogeles con superficie porosa e interior denso y compacto. Finalmente, a través de los ensayos de funcionalización y cultivo celular, se ha podido observar que la adhesión celular no ha tenido lugar. No obstante, no es posible sacar conclusiones firmes a partir de dicho resultado, ya que el ensayo se ha realizado únicamente en dos muestras de condiciones distintas. Para obtener resultados significativos sería necesario repetir el proceso con un mayor número de muestras.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado