Biodegradación enzimática de sustratos porosos de PHBV

IGNACIO RUIZ; ALICIA BALDESSARI; ELIDA B HERMIDA

Rosario

Congreso; Jornadas Internacionales de la Asoc. Arg. de Materiales; 2011

Universidad Nacional de Rosario

Los polihidroxilacanoatos (PHAs) son biopolímeros de origen natural, sintetizados por numerosos microorganismos, cuyas 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 biopolímeros 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 cardiacas, entre otras [1,2].      El término biodegradación se emplea con frecuencia para indicar degradación en un medio biológico y en el contexto de las aplicaciones biomédicas puede ser definido como la degradación gradual de un material por la presencia de una actividad enzimática específica [3]. Su estudio y comprensión 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 buscan 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) suplementados por enzimas. La principal vía de degradación de los poliésteres como los PHAs es la hidrólisis enzimática y las enzimas involucradas en esta degradación son las lipasas. En experimentos de biodegradación in vitro de algunos materiales la degradación pueden ocurrir más lentamente que en las condiciones in vivo ya que en estas últimas también hay que sumarle la influencia de enzimas no específicas en la hidrólisis de los enlaces ésteres. 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 tiene por objeto estudiar la biodegradación in vitro de sustratos porosos de PHBV obtenidos por lixiviado de sales o por emulsiones de PHBV. Se disponen las muestras en un medio en condiciones de pH y temperatura fisiológicas, en presencia y ausencia de lipasas. La degradación de los dispositivos se determina  por la variación de su peso seco, cambios en la distribución de masa molecular ?determinada por cromatografía de permeación en geles (GPC) ? y cambios morfológicos en su superficie. Si bien los resultados experimentales muestran que presencia de lipasas acelera el proceso de biodegradación, el factor más importante para controlar el proceso es el área efectiva de las muestras. En efecto, la biodegradación es mucho más acentuada en las muestras elaboradas mediante el método de separación de fases, que son las que presentan una mayor porosidad interconectada.