Recubrimientos de matrices de polisacáridos conteniendo partículas de zeina cargadas con berberina, y vidrios dopados con cobre para implantes quirúrgicos

Abstract

En el presente trabajo, se propuso desarrollar un sistema implante-recubrimiento con óptimas características bioactivas y antibacterianas. Se pretendió con la presencia de partículas de zeina cargadas con un antibiótico y fúngico natural (berberina) y partículas del vidrio dopado con cobre, el recubrimiento contase con propiedades bioactivas y antibacteriales. Los recubrimientos fueron caracterizados por microscopía óptica, SEM, FTIR, ángulo de contacto y tape test. Se evaluó la liberación de droga de los recubrimientos en función del tiempo y se realizaron ensayos antibacterianos y de liberación de fármacos. El comportamiento bioactivo se analizó a partir de la inmersión de los materiales recubiertos por distintos tiempos en un fluido corporal simulado (SBF) a 37°C. Luego del ensayo in vitro de inmersión, se observó el cambio de pH en el fluido y el cambio de peso de las muestras para los distintos tiempos. Adicionalmente, las muestras tratadas fueron analizadas mediante SEM y FTIR, a fin de determinar la presencia o no de hidroxiapatita. Por otra parte, se propuso replicar con recubrimientos sobre substratos de magnesio para comparar el comportamiento de los sistemas sobre otro metal con comportamiento diferente en servicio como implante biomédico. Tanto a los recubrimientos efectuados sobre titanio como sobre los sustratos de magnesio, se les realizaron ensayos electroquímicos (espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización) para evaluar el comportamiento frente a la corrosión en SBF a 37°C. En cuanto a los resultados obtenidos puede mencionarse brevemente que: - Los parámetros para la preparación de partículas de zeina cargadas con berberina fueron optimizados considerando la concentración de zeina (g/L) y la relación entre berberina y zein (wt.%). Luego de evaluar la eficiencia de encapsulación de la droga, el tamaño y la estabilidad de las partículas, se determinó 1 g/L como concentración de zeína y 1:2 radio BBR: zeina (wt.%). - Se evaluaron dos protocolos de preparación de suspensiones para EPD y se eligió uno utilizando como criterios de selección la morfología y homogeneidad de los recubrimientos, la distribución y cantidad de vidrio bioactivo depositado y las propiedades antibacterianas de los coatings obtenidos. Con estas consideraciones, se seleccionó al protocolo convencional del método del antisolvente. - Se optimizaron los parámetros para la deposición electroforética para los recubrimientos sobre substratos de titanio. Para coagulación con sulfato de condroitina se determinaron 5 g/L de vidrio bioactivo, 15V y 1 min como parámetros óptimos. - Los recubrimientos cargados con fármacos mostraron propiedades antibacterianas tanto contra Gram-positivo S. aureus y Gram-negativo E. coli. - Los recubrimientos basados en sulfato de condroitina mostraron una mejor adhesión al sustrato en comparación con los basados en carboximetil celulosa de sodio. - Los recubrimientos basados en carboximetilcelulosa de sodio polisacáridos mostraron propiedades bioactivas después de 14 días de inmersión en SBF. - Los recubrimientos sobre sustrato de titanio no afectaron el comportamientofrente a la corrosión. - Los parámetros optimizados para los coatings sobre titanio fueron reproducidos sobre sustratos de magnesio pre-tratados. - Se lograron depositar recubrimientos sobre magnesio pre-tratado de manera satisfactoria, los que afectaron levemente el comportamiento electroquímico del sistema respecto al magnesio con tratamiento previo. Mail de los autores Luana Frías Gallardo <luafriasgallardo97@gmail.com>