Estudio de la formación de redes poliméricas de poliglicerol sebacato y del efecto de los productos de su biodegradación en el metabolismo celular

Abstract

[ES] El poliglicerol sebacato (PGS) es un polímero sintético, elastomérico y biocompatible. Se obtiene a partir de una reacción de policondensación entre el ácido sebácico y el glicerol, y una etapa posterior de curado del material. Hay grandes diferencias entre el producto obtenido en la primera etapa (prepolímero de PGS, pPGS) y el polímero ya curado y aun así hay muy pocos estudios que relacionen los parámetros de síntesis con el tipo de macromolécula que se forma. Además, se trata de un polímero biodegradable por erosión superficial y, aunque se han realizado estudios tanto in vivo como in vitro de la degradación del PGS, no se han caracterizado hasta día de hoy los residuos obtenidos en la degradación, ni tampoco sus potenciales efectos sobre las células que puedan albergar en las distintas aplicaciones. Partiendo de ello, el estudio realizado se basa, en primer lugar, en caracterizar la formación de las redes poliméricas del PGS. Para ello, se obtienen monómeros polimerizados a diferentes tiempos de síntesis y prepolímeros sintetizados bajo diferentes atmósferas. Con ello, se realizan los diferentes ensayos de caracterización: cromatografía de permeación en gel (GPC), análisis reométricos, calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y valoración química con el objetivo de obtener los compuestos que se están formando durante el proceso de síntesis de PGS, así como las propiedades termoquímicas del prepolímero. A continuación, se degrada el prepolímero de PGS sintetizado bajo atmósfera de nitrógeno bajo la acción enzimática de la lipasa porcina a diferentes concentraciones, obteniendo así los residuos de degradación. Posteriormente, estos residuos junto con una serie de medios de control y de estudio son analizados mediante técnicas de viabilidad celular: MTS y Pico GreenTM con el fin de determinar cómo afectan cada uno de los factores solubles a la proliferación celular y, finalmente, estudiar el efecto que presentan los monómeros, tanto separados como mezclados, y los productos de biodegradación enzimática en la viabilidad celular.

[CA] El poliglicerol sebacat (PGS) és un polímer sintètic, elastomèric i biocompatible. S´obté a partir d´una reacció de policondensació entre l´àcid sebàcic i el glicerol, i una darrera etapa de curat del material. Hi ha grans diferències entre el producte obtingut en la primera etapa (prepolímer de PGS, pPGS) i el polímer ja curat i així i tot hi ha molts pocs estudis que relacionen els paràmetres de síntesi amb el tipus de macromolècula que es forma. A més, es tracta d´un polímer biodegradable per erosió superficial i, encara que s´han realitzat estudis tant in vivo com in vitro de la degradació del PGS, no s´han caracterizat fins a dia de hui els residus obtinguts en la degradació, ni tampoc els seus potencials efectes sobre les cèl.lules que puguen albergar en les distintes aplicacions. Partint d´això, l´estudi realitzat es basa, en primer lloc, en caracteritzar la formació de les xarxes polimériques del PGS. Per a això, s´obtenen monòmers polimeritzats a diferents temps de síntesi i prepolímers sintetitzats davall diferents atmosferes. Amb això, es realitzen els diferents assajos de caracterització: cromatografia de permeació en gel (GPC), anàlisi reomètric, calorimetría diferencial de rastreig (DSC), espectroscopia infraroja per transformada de Fourier (FTIR) i valoració química amb l´objectiu d´obtindre els compostos que s´estàn formant durant el procés de síntesi de PGS, així com les propietats termoquímiques del prepolímer de PGS sintetitzat. A continuació, es degrada el prepolímer de PGS sintetitzat baix atmosfera de nitrogen davall l´acció enzimática de la lipasa porcina a diferents concentracions, obtenint així els residus de degradació. Posteriorment, estos residus junt amb una sèrie de mitjans de control i d´estudi són analitzats per mitjà de tècniques de viabilitat cel.lular: MTS i Pico GreenTM a fi de determinar com afecten cada un dels factors solubles a la proliferació cel.lular i, finalment, estudiar l´efecte que presenten els monòmers, tant separats com mesclats, i els productes de biodegradació enzimàtica en la viabilitat cel.lular.

[EN] Polyglycerol sebacate (PGS) is a synthetic and elastomeric polymer with an excellent biocompatibility. It is obtained by a two-step polycondensation reaction between sebacic acid and glycerol, and a later stage of curing. There are big differences between the first synthesis product (prepolymer of PGS, pPGS) and the cured polymer and even so there are a very few studies relating the synthesis parameters with the macromolecule that is produced. Furthermore, PGS is a biodegradable polymer by surface erosion and, even though some studies, both in vivo and in vitro, of PGS degradation have been accomplished, neither the degradation residues nor the potencial effects on the house cells in different applications have been characterized. From it, the study is based on the characterization of PGS polymerical networks. For it, monomers polymerized at different synthesis times and prepolymers synthesized under different atmospheres were obtained. After that, the characterization experiments were performed by: Gel Permeation Chromatography (GPC), rheometric analysis, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and titration to obtain the components which are forming throughout the synthesis process of PGS, as well as the prepolymer thermochemical properties. Next, the prepolymer of PGS synthesized by nitrogen atmosphere is degraded by the lipase porcine enzymatic action at different concentrations, getting thus its degradation residues. After that, these residues with a control set and study media are analyzed by MTS and Pico GreenTM, both are cell viability techniques with the objective of determining how every soluble factor is influencing cell proliferation and, finally, studying the effect of the monomers, by their own and mixed, and the enzymatic biodegradation products on cell viability.