Síntesis de películas porosas a base de biopolímeros empleando disolventes eutécticos profundos (DES)

Abstract

Tissue engineering is an area of research to address problems related to tissue repair and regeneration therapies, its main objective is based on the use of biomaterials as biological substitutes, that is, as three-dimensional (3D) scaffolds. Highly porous materials provide the ideal environment as scaffolds for tissue regeneration. These scaffolds can guide tissue formation and cell growth since, due to their structure; they mimic the functions of the extracellular matrix. The development of cell scaffolds requires the use of biocompatible, non-toxic and non-carcinogenic compounds, with the ability to stimulate different cellular functions, with adequate mechanical behavior during sufficient time to guarantee a good regeneration process, and which can be metabolized by the body after fulfilling its function; chitosan (CTS), collagen (CG), chondroitin sulfate (SC) and polyvinyl alcohol (PVA) are biopolymers that have ideal characteristics for the manufacture of biomaterials in the form of 3D scaffolds since they possess these characteristics. This thesis work presents the production of porous materials based on CTS/CG, CTS/PVA, CTS/SC, CG/PVA and CTS/CG/PVA mixtures using a novel, versatile, low-cost, simple and effective technique based on separation evaporation induced phase (EIPS) and, using the deep eutectic solvent choline chloride/urea as a non-solvent system. The structure of the biomaterials obtained has a high potential for biocompatibility and is very attractive for subsequent study of cytobiocompatibility.

La ingeniería de tejidos es un área de investigación que nace como respuesta a problemas relacionados con terapias de reparación y regeneración de tejidos, entre sus objetivos está el uso de biomateriales que funcionen como sustitutos biológicos y que cumplan la función de andamios tridimensionales (3D). Para lograr la función de andamios celulares se requiere la producción de materiales altamente porosos que proporcionen el entorno adecuado para la regeneración de los tejidos dañados. Estos andamios pueden guiar la formación del tejido y el crecimiento celular ya que, debido a su estructura mimetizan las funciones de la matriz extracelular. Para el desarrollo de andamios celulares con características adecuadas se requiere del uso de compuestos biocompatibles, no tóxicos ni carcinógenos, con capacidad de estimular distintas funciones celulares, que desarrollen un comportamiento mecánico adecuado durante suficiente tiempo para garantizar un buen proceso de regeneración y que puedan ser metabolizados por el organismo después de cumplir su función; el quitosano (CTS), el colágeno (CG), el sulfato de condroitina (CS) y el alcohol polivinílico (PVA) son biopolímeros que poseen características ideales para la fabricación de biomateriales en forma de andamios 3D ya que poseen estas características. Este trabajo de tesis presenta la producción de materiales porosos basados en mezclas CTS/CG, CTS/PVA, CTS/SC, CG/PVA y CTS/CG/PVA empleando una técnica novedosa, versátil, de bajo costo, simple y efectiva basada en la separación de fase inducida por evaporación (EIPS) y empleando el disolvente eutéctico profundo cloruro de colina/urea como un sistema no disolvente. La estructura de los biomateriales obtenidos tiene un alto potencial de biocompatibilidad y resulta muy atractiva para su posterior estudio de citobiocompatibilidad.