INTEMA   05428
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
103. Hidrogeles de polivinilalcohol: síntesis, propiedades y aplicaciones
Autor/es:
JIMENA GONZÁLEZ; MATIAS AMADO; SEBASTIÁN MAIOLO; CRISTINA HOPPE; VERA ALVAREZ
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Workshop; III Workshop sobre Materia Blanda; 2010
Resumen:
Desde su invento en 1924, las aplicaciones del polivinil-alcohol se han enfocado principalmente a la industria de fibras. En los últimos años, se ha utilizado también en otras formas, principalmente en aplicaciones farmacéuticas, biomédicas y biomecánica debido a algunas de sus principales características tales como: biocompatibilidad, biodegradabilidad y solubilidad en agua. Algunas de las aplicaciones incluyen: membranas (Da Silva y Lebrun 2002); sistemas de liberación de drogas (Brazel y Peppas 1999; Oh y col. 2004) y dispositivos biomédicos artificiales (Kobayashi y col. 2003). Debido a su alta capacidad de absorber agua, que proviene de los grupos oxhidrilos en cada unidad repetitiva, este polímero se caracteriza por un fuerte carácter hidrofílico, por eso sus hidrogeles se utilizan ampliamente en medicina y farmacia (Paradossi y col. 2003; Oh y col. 2004). Existen diferentes métodos para preparar hidrogeles de polivinilalcohol incluyendo irradación de electrones (Peppas 1977); mezclado en bula con agentes de entrecruzamiento tales como el glutaraldehído y ciclos de “congelamientodescongelamiento”. Las soluciones acuosas de polivinilalcohol no producen geles físicos cuando se cuelan a bajas temperaturas como se observa comúnmente en otros polímeros tales como el policloruro de vinilo; sin embargo, la gelación puede ocurrir si estas soluciones son sometidas a ciclos de “congelamiento-descongelamiento” (Hassan y Peppas 2000). El módulo elástico de estos materiales aumenta debido a la formación de una red fibrilar. Por otro lado, la baja resistencia a los solventes, propiedades antienvejecimiento y, especialmente, muy bajas propiedades mecánicas de este material, han restringido su aplicabilidad (Stammen y col. 2001). Para mejorar estos problemas, una posibilidad es mezclar al polivinilalcohol con otros materiales (Jang y Lee 2004; Yi y Goh 2003; Park y col. 2001). En este trabajo se obtuvieron hidrogeles de polivinilalcohol con diferentes refuerzos: arcillas, partículas magnéticas e hidroxiapatita para diversas aplicaciones biomédicas: curaciones; liberación controlada de drogas y reemplazo de articulaciones. Cada uno de los refuerzos se incorporó, en varias concentraciones, a fines de mejorar las propiedades específicas necesarias para cada una de los usos. Se utilizó la técnica de congelamiento-descongelamiento (preparando soluciones acuosas de polivinilalcohol, se agitaron 4 horas-90ºC; se colaron en cápsulas y se colocaron a -20ºC-12 hs para inducir la cristalización; posteriormente se descongelaron a temperatura ambiente 12 hs; repitiendo el proceso 3 veces) para preparar los hidrogeles solos y reforzados. Mientras que la arcilla se agregó directamente a la mezcla, tanto las partículas magnéticas como la hidroxiapatita (HA) fueron generadas “in-situ”: la magnetita (Fe3O4) a partir de FeCl2 y FeCl3 en solución acuosa mientras que la HA a partir de Ca(OH)2 y H3PO4 (relación molar Ca/P: 1.67). Los materiales obtenidos fueron caracterizados determinando el grado de hinchamiento (EDS) pesando las muestras inmersas en ambiente corporal simulado; el contenido de agua de equilibrio (EWC) utilizando termogravimetría (TGA); la cristalinidad utilizando Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y el tamaño y contenido de poros mediante Microscopía Óptica (MO). Para el caso de curaciones (hidrogel + arcilla) se determinó además la velocidad de transmisión del vapor de agua de acuerdo a normas farmacológicas y la actividad microbiana (en solución de agar). Para el hidrogel cargado con partículas magnéticas se determinaron propiedades megnéticas y para el reemplazo de articulaciones (hidrogel + hidroxiapatita) se determinaron las propiedades en compresión y el coeficiente de fricción (en una máquina de ensayos universales Instron 4467). Se analizó el efecto del refuerzo incorporado sobre cada una de las características estableciendo una correlación entre éstas y las propiedades específicas de cada tipo de hidrogel. Para cada aplicación se determinó el contenido de refuerzo que condujo a las propiedades específicas óptimas.