Biodegradación enzimática de sustratos porosos de PHBV

I. RUIZ; E. B. HERMIDA; A. BALDESSARI

Rosario

Congreso; XI Congreso Nacional de Metales y Materiales; 2011

BIODEGRADACION ENZIMATICA DE SUSTRATOS POROSOS DE PHBV Ignacio Ruiz1a, E. B. Hermida 2b, Alicia Baldessari3c 1Instituto Tecnología “Prof. Jorge Sabato”, UNSAM-CNEA, Argentina 2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina 3 Laboratorio de Biocatálisis. Departamento de Química Orgánica, UMYMFOR, FCEN, UBA, Argentina a iruiz@cnea.gov.ar, b ehermida@cnea.gov.ar, c alib@qo.fcen.uba.ar Palabras Claves: sustratos biodegradables, biodegradación enzimática Los polihidroxilacanoatos (PHAs) son biopolímeros de origen natural, sintetizados por numero-sos microorganismos. Sus propiedades de biocompatibilidad y biodegradación los convierten en materiales con alto potencial de aplicación para el desarrollo de sustratos en ingeniería de tejido. El primer miembro de los PHAs y el más extensamente conocido es el poli(hidroxibutirato) (PHB). Este polímero altamente cristalino, posee una notable fragilidad y baja resistencia a la tracción lo cual representa un límite para sus aplicaciones. La introducción del acido hidroxivalérico (HV) en el poli(hidroxibutirato co-valerato) (PHBV) mejora la flexibilidad y otras propiedades mecánicas, y lo hace más adecuado para aplicaciones biomédicas. Desde hace algunos años, estos dos biopolí-meros están siendo evaluados en una gran variedad de aplicaciones médicas, tales como, liberación controlada de fármacos, elementos de sutura, apósitos, matrices óseas y sustitutos de válvulas car-diacas, entre otras [1,2]. El termino biodegradacion es utilizado con frecuencia para indicar degradacion en un medio biológico y en el contexto de las aplicaciones biomédicas puede ser definido como la degradacion gradual de un material por la presencia de una actividad biologica especifica [3]. Su estudio y com-prensión es de una importancia clave ya que el sustrato debe tener la capacidad de degradarse en productos fácilmente metabolizables por el organismo una vez que cumple su función. Los estudios de degradación in vitro permiten predecir el comportamiento in vivo y en general, se llevan a cabo en medios de pH y contenido salino fisiológico (solución buffer salina buffer de pH 7,4) suplemen-tados por enzimas. La principal vía de degradación de los poliésteres como los PHA´s es la hidrólisis enzimática y las enzimas involucradas en esta degradación son las lipasas. En experimentos de biodegradacion in vitro de algunos materiales la degradacion pueden ocurrir mas lentamente que en las condiciones in vivo ya que en estas ultimas tambien hay que sumarle la influencia de enzimas no especificas en la hidrolisis de los enlaces esteres. Otro aspecto importante en los experimentos in vitro consiste en la elección de la concentración enzimática de acuerdo a las condiciones fisiológicas del tejido. Sin embargo este valor puede variar en etapas de cicatrización de heridas o en diversos estados de enfermedad [4]. El presente trabajo propone un estudio de la biodegradación de sustratos porosos de PHBV en condiciones de pH y temperatura fisiologicas, en presencia y en ausencia de lipasas. La degradación de los dispositivos es monitoreada a través del estudio de la variación del peso seco y masa molecu-lar del polímero por cromatografía de permeación en geles (GPC) y cambios morfológicos en su superficie. Las conclusiones extraídas de estos ensayos serán de importancia clave en el control de la velocidad de degradación y en el diseño de experimentos in vivo de los dispositivos. Referencias 1. Chen G. Q, Wu Q, The application of polyhydroxyalkanoates as tissue engineering materials, Biomaterials 2005; 26:6565-6578 2. Sombatmanklog K, Sanchavanakit N, Pavasant P, Supaphol P, Bone scaffolds from electrospun fiber mats of poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) and their blends, Polymer, 2007; 48, 1419-142. 3. Azevedo H, Reis L. R, Understanding the Enzymatic Degradation of Biodegradables Polymers and Strategies to Control Their Degradation, Biodegradable Systems in Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 2004; Cap. 12: 177-201 4. Reis L R, Natural-Based polymers for biomedical applications , 2008, Woodhead Publishing Ltd.