Diseño de materiales híbridos base poliuretanos segmentados/TiO2 con posibles aplicaciones en ingeniería tisular

Abstract

RESUMEN: Desde hace algunas décadas los materiales híbridos orgánico/inorgánicos han sido de gran interés en la ingeniería de tejidos debido a la posibilidad de diseñar compuestos con óptimas propiedades finales. Sin embargo, existen pocos estudios acerca de materiales híbridos base poliuretanos y titania, incluso cuando los compuestos de titania han demostrado ser bioactivos y tener buena adhesión celular, además de que los poliuretanos son los polímeros más usados en aplicaciones biomédicas por ser biodegradables y mostrar una buena resistencia mecánica. En el presente trabajo se obtuvieron materiales híbridos base poliuretanos segmentados/TiO2, los cuales presentan potencial aplicación en la reconstrucción de tejido óseo. Para la parte orgánica de los híbridos se sintetizaron dos series de poliuretanos segmentados a partir del método de polimerización en dos etapas. La primera serie se obtuvo usando poliésteres glicol succinato como segmento suave, además de hexametilendiisocianato y butanodiol como segmento duro, la segunda serie se obtuvo utilizando policaprolactonas diol, hexametilendiisocianato y butanodiol o L-lisina-etil-esterdihidroclorada. Dichos materiales se caracterizaron por varias técnicas como IR, RMN, MEB, TGA/DSC y CPG con objeto de conocer la composición, microestructura, morfología, peso molecular etc. La parte inorgánica del híbrido fue la titania (TiO2), introducida en el material por medio de la técnica sol-gel usando como precursor el isoprpóxido de titanio, el porcentaje en peso utilizado fue del 80% para el orgánico y 20% para el inorgánico, los híbridos resultantes se caracterizaron mediante técnicas como IR, Raman, DRX, TGA/DSC, SEM y pruebas in vitro de viabilidad y adhesión celular para conocer su carácter como material biocompatible. Los resultados más relevantes mostraron que se obtuvieron con éxito poliuretanos segmentados no citotóxicos con buenas propiedades mecánicas y materiales híbridos clase I, biodegradables, no citotóxicos, los cuales presentan una excelente viabilidad y adhesión celular. ABSTRACT: For some decades organic / inorganic hybrid materials have been of great interest in tissue engineering due to the possibility of designing compounds with optimal final properties. However, there are few studies on polyurethane and titania based hybrid materials, even when titania compounds have been shown to be bioactive with good cell adhesion, and polyurethanes are the most widely used polymers in biomedical applications because they are biodegradable and show a good mechanical resistance. In the present work we obtained segmented polyurethanes / TiO2 based hybrid materials, which have potential application in the reconstruction of bone tissue. For the organic part of the hybrids two series of segmented polyurethanes were synthesized from the two stage polymerization method. The first serie was obtained using polyesters glycol succinate as soft segment, in addition to hexamethylene diisocyanate and butanediol as hard segment, the second serie was obtained using polycaprolactones diol, hexamethylene diisocyanate and butanediol or L-lysine-ethyl-ester-hydrochloride. These materials were characterized by several techniques such as IR, NMR, MEB, TGA / DSC and CPG in order to know the composition, microstructure, morphology, molecular weight, etc. The inorganic part of the hybrid was titania (TiO2), introduced into the material by means of the sol-gel technique using as precursor titanium isoprpoxide, the weight percentage used was 80% for the organic and 20% for the inorganic, The resulting hybrids were characterized by techniques such as IR, Raman, DRX, TGA / DSC, SEM and in vitro viability and cell adhesion tests to determine their character as a biocompatible material. The most relevant results showed that non-cytotoxic segmented polyurethanes with good mechanical properties and biodegradable, non-cytotoxic class I hybrids were obtained with excellent cell adhesion and viability.