Estudio de liberación controlada de amoxicilina, basado en sistemas de redes semi-interpenetradas formadas por poliacrilamida/almidón

Abstract

Los hidrogeles poliméricos formados por sistema de redes semi-interpenetradas (semi-IPNs) que combinan dos o más polímeros se consideran estructuras de gran interés dentro del área biomédica, debido a que estos sistemas son capaces de conjugar las propiedades de ambos polímeros, para obtener un material de propiedades y características mejoradas. El alto contenido de agua en los hidrogeles y los valores del módulo elástico muy similares a los tejidos del cuerpo humano, aunado a sus propiedades de biocompatibilidad in vitro e in vivo, han permitido su aplicación en sistema de liberación controlada de medicamentos. En el presente trabajo se sintetizaron hidrogeles poliméricos de redes semi-IPNs, de poliacrilamida/almidón (PAAm/Alm), variando la composición porcentual entre ambos polímeros (100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50). Se obtuvo la cinética de hinchamiento de cada material para definir la composición óptima que brindara características deseables de un sistema de liberación de fármacos. Una vez establecidas las condiciones de síntesis adecuadas se procedió a cargar las matrices poliméricas con amoxicilina para determinar las cinéticas de liberación in vitro del antibiótico frente a soluciones buffers (pH=3 y pH=7.4) a temperatura ambiente (25 °C) y fisiológica (37 °C). Se encontró una capacidad adecuada de absorción de agua por parte de las matrices poliméricas, con valores de capacidad de hinchamiento en el equilibrio en el intervalo de 443.5 % a 625.5 %. Los hidrogeles que mostraron una capacidad de hinchamiento mayor, así como un comportamiento mecánico cualitativamente más adecuado fueron los de composición 50/50 y 60/40 de PAAm/Alm. Los estudios de liberación in vitro de amoxicilina mostraron que la matriz polimérica de composición 50/50 (PAAm/Alm) presenta una cinética de liberación de amoxicilina más eficiente con respecto a la composición 60/40 bajo condiciones fisiológicas de pH y temperatura (buffer pH = 7.4 y 37 °C). Por último, considerando el potencial de los hidrogeles en la liberación controlada de amoxicilina y con el fin de verificar el efecto del antibiótico liberado, se evaluó la inhibición del crecimiento bacteriano, en tres cepas: Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 y una cepa de Pseudomonas aeruginosa productora de carbapenemasa y resistente a amikacina. Los discos del hidrogel cargados con el antibiótico demostraron ser efectivos contra las cepas probadas en el estudio de inhibición. La posibilidad de controlar la liberación de amoxicilina bajo condiciones fisiológicas de pH y temperatura, aunado a la respuesta positiva en la inhibición del crecimiento bacteriano, evidencia la potencialidad del sistema en la liberación controlada del fármaco.