Síntesis y caracterización de un hidrogel electroresponsivo para un sistema de liberación controlada de fármacos

Abstract

(ing) Controlled drug release (CDL) systems are those that seek to release a drug at a predetermined rate, locally or systemically, with predictable kinetics and for a specific period. These systems aim to improve the effectiveness of therapy, reduce drug side effects and reduce the doses required during treatment. There are various materials used as carriers in the LCF, such as polymers, carbon dots, or liposomes. Currently, polymeric hydrogels are used to perform this task, which are three-dimensional networks capable of holding a large amount of an aqueous solvent. This allows them to have very flattering properties such as absorption, swelling and deswelling behavior, and hydrophilicity. As a result, in the LCF there is a particular interest in implementing hydrogels sensitive to physical, chemical and biological, since they enable the release of the necessary amount of drug according to the specific conditions of the body. Among these hydrogels are the electroresponsive ones made from natural or synthetic polymers with high concentrations of ionizable groups. These change their properties to counteract an applied electrical current; thus, they can swell, contract, or bend with small changes in the supplied current. Thus, considering and manipulating the electric field as an external stimulus offers advantages such as precise control of the magnitude of the current, the duration of the electric pulses and the interval between pulses. Taking into account the excellent properties and characteristics of polymeric hydrogels, this research sought to synthesize and characterize an electroresponsive hydrogel based on DEXTRAN and aniline tetramers as a potential vehicle for controlled drug release. In that order of ideas, the work had three stages: the first was the synthesis and characterization of the electroresponsive hydrogel based on DEXTRAN (polymer natural) and aniline tetramers, here absorption and infrared spectra were taken, and thermal stability, swelling radius and conductivity tests were performed; the second was the evaluation of the electrical behavior of the electroresponsive hydrogel; and, finally, a literature review was carried out for the development of mechanical and electrical characterization protocols.

Los sistemas de liberación controlada de fármacos (CDL) son aquellos que buscan liberar un fármaco a una velocidad predeterminada, local o sistémicamente, con una cinética predecible y durante un período específico. Estos sistemas tienen como objetivo mejorar la eficacia de la terapia, reducir los efectos secundarios de los medicamentos y reducir las dosis requeridas durante el tratamiento. Hay varios materiales que se utilizan como vehículos en el LCF, como polímeros, puntos de carbono o liposomas. Actualmente, para realizar esta tarea se utilizan hidrogeles poliméricos, que son redes tridimensionales capaces de contener una gran cantidad de un disolvente acuoso. Esto les permite tener propiedades muy favorecedoras como la absorción, el comportamiento de hinchamiento y deshinchamiento, y la hidrofilia. Por ello, en la LCF existe un especial interés en implementar hidrogeles sensibles a efectos físicos, químicos y biológicos, ya que posibilitan la liberación de la cantidad necesaria de fármaco según las condiciones específicas del organismo. Entre estos hidrogeles se encuentran los electrosensibles elaborados a partir de polímeros naturales o sintéticos con altas concentraciones de grupos ionizables. Estos cambian sus propiedades para contrarrestar una corriente eléctrica aplicada; por lo tanto, pueden hincharse, contraerse o doblarse con pequeños cambios en la corriente suministrada. Así, considerar y manipular el campo eléctrico como un estímulo externo ofrece ventajas como el control preciso de la magnitud de la corriente, la duración de los pulsos eléctricos y el intervalo entre pulsos. Teniendo en cuenta las excelentes propiedades y características de los hidrogeles poliméricos, esta investigación buscó sintetizar y caracterizar un hidrogel electrosensible a base de DEXTRAN y tetrámeros de anilina como vehículo potencial para la liberación controlada de fármacos. En ese orden de ideas, el trabajo tuvo tres etapas: la primera fue la síntesis y caracterización del hidrogel electrosensible a base de DEXTRAN (polímero natural) y tetrámeros de anilina, aquí se tomaron espectros de absorción e infrarrojo, y estabilidad térmica, radio de hinchamiento y conductividad. se realizaron pruebas; el segundo fue la evaluación del comportamiento eléctrico del hidrogel electrosensible; y, finalmente, se realizó una revisión bibliográfica para el desarrollo de protocolos de caracterización mecánica y eléctrica.