Hidrogeles compuestos electroconductores sintetizados a partir de una matriz ionotrópica de alginato-calcio y polipirrol nanoestructurado utilizados como sistemas de liberación de fármacos

Abstract

Los sistemas de liberación controlada de fármacos permiten liberar el agente activo, en un tiempo determinado y con un perfil de liberación predeterminado justo en el sitio de acción. El desarrollo de sistemas de liberación controlada de fármacos innovadores incluye el diseño y preparación de hidrogeles electroconductores (HEC), que pueden ser formados por matriz (hidrogel) y un polímero conductor. La matriz actúa como un reservorio altamente poroso para la incorporación de pequeñas y/o grandes moléculas en altas concentraciones, mientras que las propiedades eléctricas y electroactivas de los polímeros electroconductores, permiten el control dinámico de la liberación de fármacos, bajo la aplicación de un impulso eléctrico modificando la cinética de liberación del fármaco y favoreciendo el transporte de diferentes moléculas y iones. En este trabajo se llevó a cabo la síntesis y caracterización HEC compuestos de una matriz de un polímero biocompatible, alginato (Alg), conteniendo nanoestructuras de polipirrol (PPy), sintetizadas mediante “química verde”. Los nanomateriales de PPy y los HEC fueron caracterizados mediante diferentes técnicas con la finalidad de estudiar su estructura y propiedades, así como las interacciones entre los diferentes componentes de estos novedosos materiales compuestos. Los HEC fueron preparados modificando la densidad de entrecruzamiento y la cantidad de nanoestructuras de PPy. Las cinéticas de liberación de metoprolol, fármaco modelo cargado en los HEC, se obtuvieron de manera pasiva y con la aplicación de un potencial eléctrico. Los estudios revelaron que a relaciones de entrecruzamiento bajas, la matriz de alginato presenta una respuesta ante el estímulo eléctrico debido a fuerzas electrostáticas de repulsión entre los grupos carboxílicos. Sin embargo, al introducir el PPy nanocompuesto, se incrementó el porcentaje de liberación del metoprolol bajo impulso eléctrico influenciado por las propiedades electroactivas del PPy en sinergia con la respuesta de la matriz a la aplicación de una diferencia de potencial. Adicionalmente, al incrementar el entrecruzamiento de la matriz, se observó que la liberación del fármaco bajo impulso eléctrico se ve activada por la reducción del PPy. Los sistemas nanocompuestos estudiados en este trabajo, pueden ser útiles en aplicaciones de liberación pulsada de fármacos mediante estímulos eléctricos.