Facultad de Ciencias Químicas
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Browsing Facultad de Ciencias Químicas by Subject "Agentes anti-infecciosos"
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Item Diseño de un hidrogel autoreparable y antimicrobiano para la ingeniería de tejidos cutáneos.(Universidad de Concepción, 2026) Ruiz Arriagada, Carla Marcela; Urbano Cantillana, Bruno Felipe; Boury, BrunoLa ingeniería de tejidos requiere biomateriales capaces de reproducir las propiedades estructurales, mecánicas y biológicas de la matriz extracelular, manteniendo simultáneamente estabilidad, biocompatibilidad y capacidad de adaptación frente a estímulos fisiológicos. Es fundamental señalar que las propiedades mecánicas de los tejidos vivos varían significativamente, desde la rigidez del cartílago hasta la notable suavidad del tejido cerebral. En este contexto, el presente trabajo desarrolló una estrategia para la obtención de hidrogeles de red dual basados en gelatina modificada químicamente, mediante la combinación de entrecruzamientos covalentes permanentes, enlaces covalentes dinámicos e interacciones de coordinación metal-ligando. Para ello, la gelatina fue funcionalizada independientemente con anhídrido metacrílico y ácido tióctico, obteniéndose gelatina metacrilada (GelMA) y gelatina modificada con ácido tióctico (GelTA), respectivamente. La funcionalización fue confirmada mediante espectroscopía infra-rojo (ATR-FTIR), resonancia magnética nuclear (RMN) y cuantificación de grupos amino mediante el ensayo de o-ftalaldehído (OPA) obteniendo grados de modificación aproximadamente de un 60%. Posteriormente, ambas gelatinas modificadas fueron combinadas en distintas proporciones y fotopolimerizadas para formar hidrogeles de red dual, donde la red primaria se estableció mediante la fotopolimerización de los grupos metacrilato de GelMA y la red secundaria mediante la reorganización de enlaces disulfuro provenientes de los grupos 1,2-ditiolano de GelTA. Adicionalmente, se incorporó Cu(II) como agente de coordinación con el propósito de generar puntos de entrecruzamiento físicos reversibles y potenciar tanto las propiedades mecánicas como la funcionalidad biológica del material. Los hidrogeles fueron caracterizados mediante estudios reológicos, ensayos de compresión, análisis de hinchamiento, determinación de densidad de entrecruzamiento, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía de energía dispersiva de rayos X, análisis termogravimétrico, estudios de absorción y liberación de Cu(II), así como ensayos biológicos de citocompatibilidad y actividad antimicrobiana. Los resultados demostraron que la incorporación de GelTA favoreció la formación de una red dinámica capaz de reorganizarse mediante enlaces disulfuro, mientras que la presencia de Cu(II) incrementó la densidad efectiva de entrecruzamiento a través de interacciones de coordinación metal-ligando, lo que se establecen con los sitios de coordinación de la gelatina natural y los que resultan de la modificación química con ácido tióctico. La acción sinérgica de ambos mecanismos permitió mejorar la estabilidad estructural, el comportamiento viscoelástico, la resistencia mecánica y la capacidad de disipación de energía de los hidrogeles, sin afectar significativamente su estabilidad térmica. Asimismo, los materiales desarrollados presentaron una estructura porosa e interconectada, adecuada citocompatibilidad y actividad antibacteriana frente a las cepas evaluadas, evidenciando el efecto bioactivo de la incorporación del cobre. En conjunto, esta investigación demuestra que la integración de una red covalente permanente basada en GelMA, una red covalente dinámica formada por GelTA y un sistema adicional de coordinación con Cu(II) constituye una estrategia eficaz para el diseño de hidrogeles multifuncionales con propiedades mecánicas y biológicas mejoradas. La arquitectura propuesta representa una plataforma prometedora para el desarrollo de andamios destinados a aplicaciones en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, proporcionando una nueva aproximación para el diseño de biomateriales inspirados en la organización dinámica.