Síntesis y caracterización de hidrogeles modificados para regeneración de piel

Abstract

[ES] La piel es el órgano más extenso del cuerpo y está formado por tres capas: la epidermis, la dermis y por la hipodermis. Las quemaduras producidas en la piel afectan directamente a estas capas, aumentando su gravedad en función de la profundidad alcanzada.

Actualmente, uno de los principales problemas reside en la búsqueda de estrategias efectivas como apoyo en el proceso de curación de estas lesiones. Una de estas estrategias ha permitido desarrollar sustitutos cutáneos, sin embargo, estos injertos actuales presentan ciertas limitaciones, como la falta de estructuras secundarias de la piel (folículos pilosos y glándulas sudoríparas) y la incapacidad de impedir la contracción del implante mediado por los fibroblastos. Las terapias desarrolladas desde la ingeniería tisular, se centran en el desarrollo de membranas formadas por células encapsuladas en hidrogeles para regenerar la zona lesionada.

Para hacer frente a este problema, en el presente Trabajo Fin de Grado, se ha desarrollado un constructo hidrogel-membrana de fibras como futuro soporte para la regeneración de piel. Para ello se ha sintetizado y caracterizado un hidrogel de ácido hialurónico modificando sus cadenas con tiramina para el entrecruzamiento. El ácido hialurónico presenta una gran biocompatibilidad cuando es injertado en el organismo humano debido a la abundancia de este compuesto en la matriz extracelular. Por ello y por sus extensas propiedades antiadhesivas y biodegradables ejerce de excelente apoyo para las células presentes en las capas cutáneas afectadas por quemaduras y amenazadas por la entrada de microorganismos.

Para aumentar las propiedades mecánicas del hidrogel se ha fabricado una membrana polimérica de refuerzo y se ha ensamblado al hidrogel, para evitar su fraccionamiento y contracción en el organismo. Esta membrana porosa presenta además la perspicacia de estar formada por fibras. En las fibras se ha introducido un medicamento mediante técnicas de emulsión, capaz de liberarse en la zona dañada. De este modo, se aportan propiedades antibacterianas en la etapa de inflamación de la herida.

[EN] The skin is the largest organ of the body and consists of three layers: the epidermis, the dermis and the hypodermis. Burns produced on the skin directly affect these layers, increasing its severity depending on the depth reached.

Currently, one of the main problems is the search for effective strategies as support in the healing process of these injuries. One of these strategies has allowed the development of cutaneous substitutes; however, these current grafts present certain limitations, such as the lack of secondary structures of the skin (hair follicles and sweat glands) and the inability to prevent the contraction of the implant mediated by fibroblast. The therapies developed from tissue engineering, focus on the development of membranes formed by cells encapsulated in hydrogels to regenerate the injured area.

To deal with this problem, in the present Bachelor¿s Thesis, a construct of hydrogel-membrane has been developed as future support for skin regeneration. For this, a hyaluronic acid hydrogel has been synthesized and characterized by modifying its chains with tyramine in order to make the cross-linking possible. Hyaluronic acid has a high biocompatibility when it is grafted into the human organism due to the abundance of this compound in the extracellular matrix. For this reason, and because of its extensive anti-adhesive and biodegradable properties, it provides excellent support for the cells present in the skin layers affected by burns and threatened by the entry of microorganisms.

To increase the mechanical properties of the hydrogel, a reinforcing polymeric membrane has been fabricated and assembled with the hydrogel to prevent its fractionation and contraction in the organism. This porous membrane has also the insight of being formed by fibers. In the fibers, a medicament capable of being released once introduced into the damaged area had been introduced. In this way, antibacterial properties are provided in the stage of wound inflammation.