Caracterización de superficies poliméricas de poliglicerol sebacato y estudio de su influencia en el comportamiento biológico

Abstract

[ES] El poliglicerol sebacato (PGS) es un biomaterial polimérico sintético, elastomérico y biocompatible. El proceso de síntesis transcurre en dos etapas, obteniendo en primer lugar un prepolímero, tras la que sucede una segunda fase de curado, en la que se determinan las características finales especificas del material dependiendo de la temperatura y duración de este proceso; en especial las características superficiales, teniendo un gran impacto en su comportamiento en medio biológico. A día de hoy no se han llevado a cabo los estudios de evaluación de la tensión superficial, polaridad y cuantificación de proteína, teniendo como variable la temperatura de curado del PGS. Esta temperatura regula principalmente el grado de entrecruzamiento de la red polimérica sintetizada. Para evaluar únicamente el papel de las funcionalidades químicas y su distribución en las superficies de estos materiales sobre los procesos de adsorción de proteínas, es necesario obtener muestras con rugosidades superficiales muy bajas (del orden de nanómetros). Para ello, en primer lugar se establece el proceso de fabricación de las muestras mediante la técnica de recubrimiento por centrifugación, spin-coating, partiendo del prepolímero en disolución y variando los parámetros del equipo, obteniendo un protocolo para la deposición de superficies, curado, lavado y secado de las muestras. Los films así obtenidos son caracterizados aplicando técnicas fisicoquímicas (medida de tensión superficial y polaridad en base al ángulo de contacto y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier). Análisis in vitro en medios acelulares, mediante técnicas de cuantificación de proteínas de la matriz extracelular adsorbidas en los films (principalmente fibronectina y colágeno tipo I), junto con análisis de imagen. Los resultados obtenidos permitirán comprender el comportamiento biológico de estructuras de PGS con distinto tratamiento de curado, cada vez más propuestas en el campo de la Ingeniería Biomédica (en medicina regenerativa, como soportes de cultivo celular, etc). Por otro lado, las potenciales aplicaciones de superficies finas de PGS abarcan distintos campos como recubrimientos antimicrobianos, recubrimientos antiadhesivos, regeneración de tejidos, etc.

[CA] El poliglicerol sebacato (PGS) és un biomaterial polimèric sintètic, elastomèric i biocompatible. El procés de síntesi transcorre en dues etapes, obtenint en primer lloc un prepolímer, després de la qual succeeix una segona fase de curat, en la qual es determinen les característiques finals específiques del material depenent de la temperatura i duració d'aquest procés; especialment les característiques superficials, tenint un gran impacte en el seu comportament al medi biològic. Hui dia no s'han dut a terme els estudis d'avaluació de la tensió superficial, polaritat i quantificació de proteïna, tenint com a variable la temperatura de curat del PGS. Aquesta temperatura regula principalment el grau d'entrecreuament de la xarxa polimèrica sintetitzada. Per a avaluar únicament el paper de les funcionalitats químiques i la seua distribució en les superfícies d'aquests materials sobre els processos d'adsorció de proteïnes, és necessari obtindre mostres amb rugositats superficials molt baixes (de l'ordre de nanòmetres). Per a això, en primer lloc s’estableix el procés de fabricació de les mostres mitjançant la tècnica de recobriment per centrifugació, spin-coating, partint del prepolimer en dissolució i variant els paràmetres de l'equip, obtenint un protocol per a la deposició de superfícies, curat, neteja i assecat de les mostres. Els films així obtinguts són caracteritzats aplicant tècniques fisicoquímiques (mesura de tensió superficial i polaritat basant-se en la mesura de l'angle de contacte i espectroscopia infraroja per transformada de Fourier). Anàlisi in vitro en mitjans acel·lulars, mitjançant tècniques de quantificació de proteïnes de la matriu extracel·lular adsorbides en els films (fibronectina i col·lagen tipus I), juntament amb anàlisi d'imatge. Els resultats obtinguts permetran comprendre el comportament biològic d'estructures de PGS amb diferent tractament de curat, cada vegada més proposades en el camp de l'Enginyeria Biomèdica (en medicina regenerativa, com a suports de cultiu cel·lular, etc). D'altra banda, les potencials aplicacions de superfícies fines de PGS abasten diferents camps com a recobriments antimicrobians, recobriments antiadhesius, regeneració de teixits, etc.

[EN] Polyglycerol sebacate (PGS) is a synthetic, elastomeric and biocompatible polymeric biomaterial. The synthesis process takes place in two stages, obtaining in the first place a prepolymer, after which a second stage of curing takes place, in which the specific final characteristics of the material are determined depending on the temperature and duration of this process; especially the superficial characteristics, having a great impact on their behaviour in biological environment. To date, the evaluation studies of surface tension, polarity and protein quantification have not been carried out, having as a variable the curing temperature of the PGS. This temperature mainly regulates the degree of crosslinking of the polymer network. To evaluate only the role of chemical functionalities and their distribution on the surfaces of these materials on the processes of protein adsorption, it is necessary to obtain samples with very low surface roughness (order of nanometres). For this, first of all, the manufacturing process of the samples is established by spin-coating, starting from the prepolymer in solution and varying the parameters of the equipment, obtaining a protocol for the deposition of surfaces, curing, cleaning and drying the samples. The films obtained are characterized by applying physicochemical techniques (measurement of surface tension and polarity based on the contact angle and Fourier transformed infrared spectroscopy). In vitro analysis in acellular environment, using quantification techniques of extracellular matrix proteins adsorbed in the films (mainly fibronectin and collagen type I), together with image analysis. The results obtained will make it possible to understand the biological behaviour of PGS structures with different curing treatments, growing proposals in the field of Biomedical Engineering (in regenerative medicine, as cell culture supports, etc.). On the other hand, the potential applications of fine surfaces of PGS cover different fields such as antimicrobial coatings, anti-adhesive coatings, tissue regeneration, etc.