Estudio estructural del polímero de citrato de glicerol dispersando Y2O3: biodegradabilidad, citotoxicidad y susceptibilidad antimicrobiana

Abstract

RESUMEN: La síntesis de un nuevo polímero híbrido derivado del polímero de citrato de glicerol (PCG) y nanopartículas de óxido de itrio (Y2O3) se realizó utilizando una concentración equimolar. El polímero de citrato de glicerol y las nanopartículas de óxido de itrio se sintetizaron mediante una polimerización auto-catalítica y métodos de sol-gel, respectivamente. La dispersión efectiva de las nanopartículas se logró mediante un tratamiento ultrasónico. Por otro lado, se sintetizó un polímero de citrato de glicerol con un menor grado de entrecruzamiento, utilizando reflujo de tolueno y etilhexanoato de estaño (II) como catalizador. Los polímeros se caracterizaron por medio de espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión (TEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA) y resonancia magnética nuclear (NMR), además se realizaron estudios antibacteriales contra las células Bacillus licheniformis y Shigella sp, y de citotoxicidad para conocer el potencial de inhibición de proliferación de células cancerígenas SH-SY5Y, y pruebas de degradación hidrolítica. Los materiales presentaron un comportamiento de sensibilidad antimicrobiana ante bacterias Gram negativa Shigellia sp y un interesante comportamiento inhibidor de la proliferación de las células SH-SY5Y de neuroblastoma humano. El polímero híbrido presenta mejores resultados que el polímero de citrato de glicerol con alto entrecruzamiento, resultados que soportan su uso en aplicaciones biotecnológicas. El polímero de bajo entrecruzamiento forma una solución coloidal estable en agua, característica que no ha sido reportada previamente y que le permitiría ser aplicado en aplicaciones médicas, como por ejemplo en la liberación de fármacos. ABSTRACT: The synthesis of a new hybrid polymer derived from glycerol citrate polymer (GCP) and yttrium oxide nanoparticles (Y2O3) was performed using an equimolar concentration. The glycerol citrate polymer and the yttrium oxide nanoparticles were synthesized by self-catalytic polymerization and sol-gel methods, respectively. The effective dispersion of the nanoparticles was achieved by an ultrasonic treatment. On the other hand, a polymer of glycerol citrate with a lower degree of crosslinking was synthesized using a completely different methodology, using toluene reflux and tin (II) ethylhexanoate as a catalyst. The polymers were characterized by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA) and nuclear magnetic resonance (NMR), also carried out antibacterial studies against Bacillus licheniformis and Shigella cells, cytotoxicity to know the inhibition potential of cancer cell SH-SY5Y proliferation and hydrolytic degradation tests. The materials presented a behaviour of antimicrobial susceptibility to Gram-negative bacteria Shigellia sp and an interesting behaviour inhibiting the proliferation of SH-SY5Y cells of human neuroblastoma . The hybrid polymer has higher results than the glycerol citrate polymer with high crosslinking, results that support its use in biotechnological applications. The low crosslinking polymer forms a stable colloidal solution in water, a feature that has not been previously reported and that allows it to be applied in medical applications such as drug release.