Preparación y caracterización de hidrogeles inteligentes responsivos a campos magnéticos

Abstract

Un hidrogel es un material entrecruzado que es capaz de absorber grandes cantidades de agua sin disolverse. La capacidad de absorber agua se debe a grupos funcionales hidrofílicos que se encuentran enlazados a la estructura polimérica del material, mientras que su resistencia a disolverse se debe al entrecruzamiento que existe entre las cadenas poliméricas. El hidrogel está constituido de una fase sólida, usualmente un polímero hidrofílico reticulado que tiene la capacidad de mantener su estructura al absorber una fase liquida acuosa. La fase líquida permite la difusión de solutos disueltos dentro del hidrogel. Además, su estructura reticulada está enlazada de tal manera que forma una red que se extiende a la escala macroscópica, lo que genera que los cambios experimentados por esta red sean visibles a nivel macroscópico Este tipo de material ha generado alto interés debido a sus propiedades blandas que lo hace apto para una amplia gama de aplicaciones como el transporte de farmacéuticos, la remoción de contaminantes como metales pesados, fluoruros o tinta, la ingeniería de tejidos y la cirugía blanda. La justificación del proyecto radica en el uso de este tipo de materiales para el transporte de farmacéuticos en terapias para enfermedades como el cáncer, ya que la localización de los químicos utilizados puede evitar efectos secundarios que son altamente nocivos para la calidad de vida de los enfermos. Durante este proyecto se estudiaron 4 hidrogeles preparados a partir de nanocelulosa, alginato y magnetita. El trabajo se dividió en la caracterización de materias primas, la preparación de hidrogeles, la caracterización y análisis de propiedades magnéticas del producto final. Para la preparación de hidrogeles se mantendrá una proporción 4:1 entre nanocelulosa y alginato, variando el contenido de magnetita utilizando 0%, 0,2%, 0,6% y 1,4% en peso respecto al volumen total del hidrogel hidratado. También se utilizaron los entrecruzadores químicos 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida y ácido adípico dihidrazida para mejorar las propiedades mecánicas del hidrogel. Las principales conclusiones fueron que la calidad de las materias primas fue verificada exitosamente y que el hidrogel con mejores características magnéticas para su uso en el transporte de fármacos fue el de 0,6% de magnetita, ya que presento una mayor magnetización y una respuesta máxima bajo estimulo magnético.