Evaluación de la biocompatibilidad de redes semi-interprenetadas de colágeno-poliuretano-pectina

• Myriam Lisseth Guzmán-Chávez ^[1] ; Martín Caldera-Villalobos ^[1] ; Denis A. Cabrera-Munguía ^[1] ; Jesús A. Claudio-Rizo ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Coahuila

     Universidad Autónoma de Coahuila

     México

     
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 79, Nº. 597, 2022, págs. 517-525
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Avaluació de la biocompatibilitat de xarxes semi-interprenetades de col·lagen-poliuretà-pectina
  • Evaluation of the biocompatibility of semi-interpreneted networks of collagen-polyurethane-pectin.
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    En la presente investigación se diseñaron hidrogeles a base de redes poliméricas semi-interpenetradas (semi-IPN) de colágeno-poliuretano-pectina, con diferente concentración de pectina (10-40 %m) y se evaluó su efecto en la biocompatibilidad in vitro. La pectina uti-lizada en este trabajo fue extraída enzimáticamente a partir de cáscaras de naranja. Los parámetros peso equivalente, acidez libre, porcentaje de metoxilo, grado de esterificación y porcentaje de ácido anhídrido ga-lacturónico (AAG) de la pectina fueron determinados de acuerdo con la metodología propuesta por Owens1. Los hidrogeles fueron caracterizados por FTIR y SEM. Además, se evaluó el grado de entrecruzamiento, hin-chamiento y módulo de almacenamiento de los hidro-geles. La biocompatibilidad de los hidrogeles se evaluó a través de ensayos de viabilidad celular con monocitos y fibroblastos. Además, se evaluó la actividad hemolítica de los hidrogeles. Altas concentraciones de pectina disminuyen la capacidad de hinchamiento significativa-mente, y promueven una ligera mejora de la reticulación y un incremento significativo del módulo de almace-namiento de la matriz semi-IPN. La caracterización por FTIR y SEM confirmó la formación de redes semi-interpenetradas de colágeno-poliuretano-pectina. Los hidrogeles formulados no poseen carácter citotóxico. El porcentaje de viabilidad de fibroblastos alcanzó el 75% mientras que la viabilidad de monocitos alcanzó el 105% hasta por 48 h de incubación. Las formulacio-nes que contienen 10 y 20 %m de pectina mostraron mejor biocompatibilidad in vitro, ya que la presencia de altas regiones granulares semi-interpenetradas en la matriz colágeno-poliuretano muestran impactar en el metabolismo celular.

  • català

    En aquesta investigació es van dissenyar hidrogels a base de xarxes polimèriques semi-interpenetrades (semi-IPN) de col·lagen-poliuretano-pectina, amb diferent concentració de pectina (10-40 %m) i se'n va avaluar l'efecte en la biocompatibilitat in vitro. La pectina utilitzada en aquest treball va ser extreta enzimàticament a partir de closques de taronja. Els pa-ràmetres pes equivalent, l'acidesa lliure, el percentatge de metoxil, el grau d'esterificació i el percentatge d'àcid anhídrid galacturònic (AAG) de la pectina van ser determinats d'acord amb la metodologia proposada per Owens1. Els hidrogels van ser caracteritzats per FTIR i SEM. A més, es va avaluar el grau d'entrecreuament, inflament i mòdul d'emmagatzematge dels hidrogels. La biocompatibilitat dels hidrogels es va avaluar a través d'assajos de viabilitat cel·lular amb monòcits i fibroblasts. A més a més, es va avaluar l'activitat hemo-lítica dels hidrogels. Altes concentracions de pectina disminueixen la capacitat d'inflament significativament i promouen una lleugera millora de la reticulació i un increment significatiu del mòdul d'emmagatzematge de la matriu semi-IPN. La caracterització per FTIR i SEM va confirmar la formació de xarxes semi-interpene-trades de col·lagen-poliuretano-pectina. Els hidrogels formulats no tenen caràcter citotòxic. El percentatge de viabilitat de fibroblasts va assolir el 75% mentre que la viabilitat de monòcits va assolir el 105% fins a 48 h d'incubació. Les formulacions que contenen 10 i 20 % m de pectina van mostrar millor biocompatibilitat in vitro, ja que la presència d'altes regions granulars semi-interpenetrades a la matriu col·lagen-poliuretà mostren impactar en el metabolisme cel·lular.

  • English

    In the present investigation, hydrogels based on collagen-polyurethane-pectin semi-interpenetrated polymeric networks (semi-IPN) were designed, with different concentrations of pectin (10-40 %m) and their effect on in vitro biocompatibility was evaluated. The pectin used in this work was enzymatically extracted from orange peels. The parameters equivalent weight, free acidity, percentage of methoxyl, degree of esteri-fication and percentage of galacturonic acid anhydride (GAA) of the pectin were determined according to the methodology proposed by Owens1. The hydrogels were characterized by FTIR and SEM. In addition, the degree of cross-linking, swelling, and storage modulus of the hydrogels were evaluated. The biocompatibility of the hydrogels was evaluated through cell viability assays with monocytes and fibroblasts. In addition, the hemolytic activity of the hydrogels was evaluated. High pectin concentrations decrease the swelling capacity significantly, and promote a slight improvement in crosslinking and a significant increase in the storage modulus of the semi-IPN matrix. FTIR and SEM cha-racterization confirmed the formation of semi-interpe-netrated collagen-polyurethane-pectin networks. The formulated hydrogels do not have a cytotoxic character. The viability percentage of fibroblasts reached 75% while the viability of monocytes reached 105% for up to 48 h of incubation. The formulations containing 10 and 20 %m of pectin showed better biocompatibility in vitro, since the presence of high semi-interpenetrated granular regions in the collagen-polyurethane matrix shows an impact on cell metabolism.