Geles de Alginato de Calcio Obtenidos Mediante Gelificación Interna

M.V. PÉREZ; J.E. LOZANO; M.A. VILLAR; M.V. PÉREZ; J.E. LOZANO; M.A. VILLAR

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas; 2005

Facultad de Ciencias Aplciadas a la Industria, UN Cuyo

 En contraste con la mayoría de los geles de polisacáridos, los geles de alginato pueden obtenerse a temperatura ambiente y no dependen de un descenso de temperatura para su formación. Esta propiedad los hace únicos y particularmente útiles en aplicaciones biomédicas, farmacéuticas y en alimentos. El alginato es un copolímero lineal consistente en uniones (1®4) b-D-manuronato (M) y su epímero de C-5 a-L-guluronato (G) incorporadas en forma no regular a lo largo de la cadena. Sus geles se forman instantáneamente en presencia de iones divalentes como Ca2+, Ba2+ o Sr2+, y también a pH inferiores a 3,5. Estos cationes forman uniones iónicas entre los carboxilatos del ácido gulurónico (G) de dos cadenas adyacentes, formando una estructura que se conoce como caja de huevos. Los geles ácidos y los ricos en bloques de ácido manurónico (M) son más frágiles y de menor porosidad. Básicamente existen dos métodos para la formación de geles de alginato de calcio: el método de diálisis/difusión, en el cual el catión gelificante difunde desde un reservorio a través de una membrana hacia una solución de alginato de sodio (NaAlg); y el método de gelificación interna, en el que una sal de calcio con solubilidad limitada o un complejo de calcio se dispersa en la solución de NaAlg y el calcio es liberado lentamente mediante el agregado de un ácido tal como la D-glucono-d-lactona (GDL). Los primeros geles son heterogéneos y se utilizan en biotecnología para inmovilización de células vivas y como vehículos mientras que los segundos son geles homogéneos y se los utiliza como relleno biocompatible. La principal diferencia entre uno y otro radica en la cinética de gelificación y en consecuencia en la red tridimensional que se genera. El objetivo de este trabajo es el estudio cinético y reológico de geles formados mediante gelificación interna. Los geles fueron preparados dispersando distintas cantidades de CaCO3 sólido en una solución de NaAlg, seguido por el agregado de una solución fresca de GDL, obteniendo distintas concentraciones finales de alginato. Las muestras frescas fueron caracterizadas mediante ensayos dinámicos durante la formación del gel, a frecuencia constante de 1Hz, y 24 horas después para determinar la variación de los módulos dinámicos con la frecuencia. Estos ensayos fueron realizados en un reómetro de esfuerzos Bohlin VOR a 25°C. Por otra parte se estudió la pérdida de agua de cada gel, el hinchamiento y la homogeneidad del mismo, mediante diferencia de pesos en condiciones específicas. Se observó, que el gel es ligeramente inhomogéneo en sentido axial debido a que el CaCO3 sedimenta durante la gelificación. Este efecto es más pronunciado si se frena la agitación inmediatamente después de formada la solución inicial, y cuánto mayor sea la altura del gel. Para geles obtenidos con una concentración 15 mM de CaCO3 y 30 mM de GDL con una concentración final de 1 wt% de NaAlg, se observó que el hinchamiento a las 24 horas de iniciado el proceso, es de un 65 %, en tanto que la pérdida de agua depende de la altura del gel, y oscila entre un 5 y un 8,6 %.