Desarrollo y caracterización de un material polimérico biodegradable para aplicaciones médicas en procedimientos endoscópicos

Abstract

[ES] El poliglicerol sebacato(PGS) se trata de un biomaterial dentro de la categoría de los polímeros biodegradables, más en concreto es un poliéster con propiedades características de los elastómeros, a la vez que presenta una buena biocompatibilidad y biodegradabilidad, propiedades esenciales para el uso en tejidos humanos. La principal aplicación del PGS en ingeniería tisular es la sustitución de tejidos blandos, esto es debido a su comportamiento flexible y elástico. La síntesis de este material puede ser modificada y controlada combinándose con otros biomateriales biodegradables como el polietilenglicol o la policaprolactona para adaptar sus propiedades mecánicas o la velocidad de degradación, entre otras. Dentro de las patologías intestinales con mayor impacto en nuestra sociedad actual, nos centraremos en las fístulas, siendo estas un tipo de complicaciones que requieren de tratamiento quirúrgico de forma urgente. Sin embargo, no hay herramientas específicas para su tratamiento que den resultados eficientes. Por ello se emplean métodos cuya finalidad original son otras enfermedades resultando en un bajo ratio de éxito. Uno de los procedimientos más habituales son el uso de dispositivos implantables que se encarguen del sellado y drenado de la fístula, pero en estos casos el dispositivo no es biodegradable y se requiere de una segunda intervención para extraerlo, con los riesgos para el paciente y gastos para la sanidad que ello conlleva. La solución que proponemos es la de un balón de sellado que sea biodegradable y que elimine las complicaciones postoperatorias además de evitar una segunda intervención quirúrgica. El objetivo de este trabajo de fin de grado es el desarrollo y caracterización de un material polimérico basado en un copolímero que combine PGS y diferentes biomateriales para aplicaciones médicas en procedimientos endoscópicos tales como el sellado del orificio fistuloso. Para evaluar las propiedades del material se realizarán diferentes caracterizaciones (mecánicas, térmicas y fisicoquímicas) de los materiales obtenidos de la combinación de PGS con diferentes tipos de polímeros, todo ello con el objetivo final de evaluar la capacidad del material de cumplir los requerimientos para ser usado como balón de sellado. Entre los polímeros probados (PGS, silicona, polietilenglicol (PEG) y sus copolímeros), aún es necesario realizar un mayor número de pruebas para asegurarnos del descarte o confirmación del uso de alguno de ellos como material principal para el balón de sellado

[CA] El poliglicerol sebacat(PGS) es tracta de un biomaterial dins de la categoria dels polímers biodegradables, més en concret és un polièster amb propietats característiques dels elastòmers, alhora que presenta una bona biocompatibilitat i biodegradabilitat, propietats essencials per a l'ús en teixits humans. La principal aplicació del PGS en enginyeria tissular és la substitució de teixits blans, això és degut al seu comportament flexible i elàstic. La síntesi d'aquest material pot ser modificada i controlada combinant-se amb altres biomaterials biodegradables com el polietilenglicol o la policaprolactona per a adaptar les propietats mecàniques o la velocitat de degradació, entre altres. Dins de les patologies intestinals amb major impacte en la nostra societat actual, ens centrarem en les fístules, sent aquestes un tipus de complicacions que requereixen de tractament quirúrgic de manera urgent. No obstant això, no hi ha eines específiques per al seu tractament que donen resultats eficients, per això s'empren mètodes la finalitat original dels quals són altres malalties resultant en un baix ràtio d'èxit. Un dels procediments més habituals són l'ús de dispositius implantables que s'encarreguen del segellament i drenat de la fístula, però en aquests casos el dispositiu no és biodegradable i es requereix d'una segona intervenció per a extraure'l, amb els riscos per al pacient y despeses per a la sanitat que això comporta. La solució que proposem és la d'una pilota de segellament que siga biodegradable i que elimine les complicacions posoperatòries a més d’evitar una segona intervenció quirúrgica. L'objectiu d'aquest treball de fi de grau és el desenvolupament i caracterització d'un material polimèric basat en un copolímer que combine PGS amb diferents biomaterials per a aplicacions mèdiques en procediments endoscòpics com ara el segellament de l’orifici fistulós. Per a avaluar les propietats del material es realitzaran diferents caracteritzacions (mecàniques, tèrmiques i fisicoquímiques) dels materials obtinguts de la combinació de PGS amb diferents tipus depolímers, tot això amb l'objectiu final d'avaluar la capacitat del material de complir els requeriments per a ser usat com a pilota de segellament. Entre els polímers provats (PGS, silicona, polietilenglicol (PEG) i els seus copolímers), encara és necessari realitzar un major nombre de proves per a assegurar-nos del descarte o confirmació de l'ús d'algun d'ells com a material principal per a la pilota de segellament

[EN] Polyglycerol sebacate (PGS) is a biomaterial within the category of biodegradable polymers, more specifically it is a polyester with properties characteristic of elastomers, while showing good biocompatibility and biodegradability, essential properties for use in human tissues. The main application of PGS in tissue engineering is soft tissue replacement, due to its flexible and elastic behaviour. The synthesis of this material can be modified and controlled by combining it with other biodegradable biomaterials such as polyethylene glycol or polycaprolactone to adapt its mechanical properties or degradation speed, among others. Among the intestinal pathologies with the greatest impact on our society today, we will focus on fistulas, which are a type of complication that requires urgent surgical treatment. However, there are no specific tools for their treatment that give efficient results. Therefore, methods whose original purpose is other diseases are used, resulting in a low success rate. One of the most common procedures is the use of implantable devices to seal and drain the fistula, but in these cases the device is not biodegradable, and a second operation is required to remove it, with the risks for the patient and the costs to the health system that this entails. The solution we propose is a sealing balloon that is biodegradable and eliminates postoperative complications and avoids a second surgical intervention. The aim of this thesis is the development and characterisation of a polymeric material based on a copolymer combining PGS and different biomaterials for medical applications in endoscopic procedures such as the sealing of the fistulous orifice. To evaluate the properties of the material, different characterisations (mechanical, thermal and physicochemical) of the materials obtained from the combination of PGS with different types of polymers will be carried out, all with the final aim of evaluating the ability of the material to meet the requirements for use as a sealing balloon. Among the polymers tested (PGS, silicone, polyethylene glycol (PEG) and its copolymers), further testing is still needed to ensure that any of them are ruled out or confirmed as the main material for the sealing balloon.