Poliuretanos Obtenidos A Partir De Aceite De Higuerilla, Diisocianato De L-Lisina Y Quitosano Como Candidatos Para Uso En Ingeniería De Tejidos Blandos

El uso de biomateriales para la regeneración de tejidos blandos constituye uno de los principales campos de aplicación de la ingenieria tisular. El diseño de biomateriales considera factores como biocompatibilidad y biodegradabilidad. Adicionalmente se ha prestado gran atención a la síntesis de materiales que eviten la contaminación microbiana, que se puede presentar durante el procedimiento quirúrgico y el uso posterior del material en contacto con los fluidos corporales u otros tejidos (el tejido blando se utiliza como soporte de otros tejidos). Los poliuretanos son materiales con alto potencial de uso en aplicaciones de ingeniería de tejidos blandos, gracias a sus propiedades fisicomecánicas, biocompatibilidad y biodegradabilidad. En la actualidad la gran mayoría de los poliuretanos se produce a partir de diisocianatos aromáticos y polioles derivados del petróleo, lo que restingue en muchos casos el uso de estos materiales en aplicaciones biomédicas debido a que estos materiales se degradan en productos tóxicos. Por otra parte, el quitosano es uno de los polímeros más abundantes en la naturaleza y además de ser biocompatible se caracteriza por presentar actividad antibacterial. En el presente proyecto se sintetizarán materiales tipo poliuretano a partir de aceite de higuerilla, diisocianato de L-lisina (LDI) y quitosano. Se estudiará el efecto de diferentes concentraciones de quitosano sobre las interacciones entre los segmentos suaves y rígidos, la citotoxicidad y la actividad antibacteriana del poliuretano. Se analizará la estructura química por medio de la técnica espectroscopia de infrarrojo (FTIR), las propiedades mecánicas de tensión-deformación (ASTM D638 – 10), dureza Shore A (ASTM D785-08), degradación térmica por medio de análisis termogravimétrico (TGA) y velocidad de degradación in vitro utilizando fluido de inmersión fisiológico simulado (SBF) (ASTM F1635) y se determinará la densidad de entrecruzamiento a partir de la ecuación de Flory-Rehner. Se evaluará el efecto citotóxico in vitro de los poliuretanos sobre una línea celular de fibrolastos por medio del método de la ISO/CD 10993-5 basado en la reducción metabólica de 3-(4.5-dimeltiltiazol-2-yl)-2.5-difeniltetrazolio bromuro (MTT) y actividad antimicrobiana por el método ASTM E2149. El objetivo de este trabajo se centra en obtener materiales que simultáneamente cumplan con dos criterios: propiedades mecánicas necesarias para el uso en ingeniería de tejidos blandos y que el material sea biocompatible con buena actividad actimicrobial. Finalmente, se determinará el potencial de uso en aplicaciones biomédicas en ingeniería de tejidos blandos con base en el estudio de la relación estructura-propiedades del material. Los resultados del proyecto permitirán obtener nuevas formulaciones de poliuretanos obtenidos a partir de fuentes renovables, biocompatibles y con actividad antibacteriana que sean competitivos con materiales usados actualmente en ingeniería de tejidos blandos.

Biomaterials for soft tissue regeneration is one of the main fields of application of tissue engineering. Biomaterials design considers factors such as biocompatibility and biodegradability. Additionally, the synthesis of materials that prevent microbial contamination occurring during the surgical procedures and the subsequent use of the material in contact with body fluids or other tissues (soft tissue is used as a support for other tissues), represents an area that has paid a lot of attention of many research groups. Polyurethanes are materials with high potential for use in soft tissue engineering, due to its physical and mechanical properties, biocompatibility and biodegradability. At present, polyurethanes are synthesized from aromatic diisocyanates and petroleum derived polyols, which restingue in many cases the use of these materials in biomedical applications due to toxic products release. Moreover, chitosan is one of the most abundant polymers in the nature as well as being biocompatible and has pronounced antimicrobial effects. In this project polyurethane materials are synthesized from castor oil, L-lysine diisocyanate (LDI) and chitosan. The effect of different concentrations of chitosan on the interactions between soft and hard segments, cytotoxicity and antibacterial activity of polyurethane study. Chemical structure by infrared spectroscopy technique (FTIR) will be discussed, the mechanical stress-strain properties (ASTM D638 - 10) Shore A hardness (ASTM D785-08), thermal degradation by thermogravimetric analysis (TGA ) and degradation rate in vitro using immersion in simulated physiological fluid (SBF) (ASTM F1635) and the crosslinking density is determined from the Flory-Rehner equation. The in vitro cytotoxic effect on a polyurethane fibrolastos cell line by the method of ISO / CD 10993-5 based on metabolic reduction of 3- (4.5-dimeltiltiazol-2-yl) -2.5-diphenyltetrazolium bromide measured (MTT) and antimicrobial activity by the ASTM E2149 method. The objective of this work is focused on obtaining materials that simultaneously meet two criteria: mechanical properties necessary for use in soft tissue engineering and that the material is biocompatible with good actimicrobial activity. Finally, the potential for use in biomedical applications is determined in soft tissue engineering based on the study of the structure-related properties of the material. The project results will enable obtaining new polyurethane formulations made from renewable sources biocompatible and antibacterial activity that are competitive with currently used in soft tissue engineering materials.

Ingniería de tejidos blandos, poliuretanos, biomateriales, recursos renovables.