Hidrogeles magnéticos para aplicaciones biomédicas: Estudio de su biocompatibilidad y propiedades viscoelásticas

Abstract

Los hidrogeles son sistemas formados por una red tridimensional de cadenas poliméricas flexibles entrecruzadas. Estos materiales son capaces de retener una gran cantidad de agua sin disolverse. La red se puede formar por enlaces físicos o químicos entre las cadenas de una gran variedad de polímeros, como alginato o fibrina. En los últimos años se ha desarrollado una nueva generación de hidrogeles, llamados geles supramoleculares, que están formados por péptidos que contienen entre 2 y 12 aminoácidos [1, 2]. En estos geles, los péptidos se auto-asocian mediante interacciones físicas formando una red tridimensional de nanofibras que puede ocluir más de un 99 % de su peso en agua.

En los últimos años, se han desarrollado hidrogeles compuestos que contienen micro- o nanopartículas magnéticas para reforzar la red polimérica y, además, conferirle algunas ventajas asociadas a las propiedades de las partículas. Así, la presencia de partículas magnéticas permite la visualización y seguimiento de los hidrogeles magnéticos en aplicaciones in vivo mediante resonancia magnética [3].

Además, estudios in vitro sugieren que la presencia de material magnético en los hidrogeles estimula la adhesión, proliferación y diferenciación celular [4-6]. En tercer lugar, el uso de implantes formados por hidrogeles magnéticos in vivo permitiría atraer hasta ellos partículas magnéticas funcionalizadas, inyectadas en sus proximidades, mediante la acción de campos magnéticos externos [3, 5, 7]. Por último, se ha demostrado que se pueden preparar tejidos biológicos artificiales basados en hidrogeles magnéticos con propiedades mecánicas modulables por campos magnéticos [8].

El objetivo principal de este trabajo ha sido conseguir hidrogeles biocompatibles, con propiedades mecánicas controlables a distancia por campos magnéticos de intensidad H baja a moderada (H < 100 kA/m), para emplearlos como sustitutos de tejidos biológicos en el campo de la ingeniería tisular. Para ello, se han determinado las propiedades mecánicas y magnéticas de distintos tipos de biomateriales y se han realizado ensayos de biocompatibilidad ex vivo e in vivo de los mismos.