Efecto de la topografía de mallas electrohiladas de policaprolactona (pcl) como matriz para la cristalización in vitro de carbonato de calcio (caco3) mediante el uso de la técnica de difusión de gases

Abstract

El carbonato de calcio (CaCO3) es uno de los biominerales más estudiados debido a sus múltiples utilidades. Diversos polímeros naturales y sintéticos han sido utilizados como aditivos y/o sustratos en ensayos de cristalización in vitro, modificando la morfología de cristales CaCO3. No existe evidencia actualmente de cómo influye la disposición espacial de mallas electrohiladas a base de policaprolactona (PCL). En el presente estudio se utilizó el método de difusión de gases para la formación de los cristales de CaCO3, se evaluó el efecto de la topografía de mallas electrohiladas de PCL con fibras de distribución al azar o alineadas, con presencia y ausencia de poros en la superficie de las fibras en la cristalización in vitro de CaCO3. Lo anterior permitirá conocer la importancia de la disposición espacial de las fibras y de las características superficiales de éstas sobre la nucleación y crecimiento cristalino del CaCO3. Los resultados fueron obtenidos mediante microscopía óptica, microscopía electrónica asociado a un detector de dispersión de energía (SEM-EDS), espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y difracción de rayos x (XRD), a través de los cuales se logró establecer la presencia de los polimorfos calcita y vaterita de CaCO3. Simultáneamente, se observaron alteraciones morfológicas y de tamaño cristalino en ambos polimorfos dependiendo del tipo de malla utilizado, lo cual permitió concluir que la disposición espacial y la superficie de las mallas de PCL influyen directamente en el control morfogénico y en la nucleación cristalina controlando el polimorfismo de los cristales de CaCO3 obtenidos en las condiciones experimentales estudiadas.

Calcium carbonate (CaCO3) is one of the most studied biominerales due to its multiple utilities. Various natural and synthetic polymers have been used as additives and / or substrates in vitro crystallization assays, modifying the morphology of CaCO3 crystals. There is currently no evidence of how the spatial arrangement of polycaprolactone-based elctrospun meshes (PCL) influences. In the present study the gas diffusion method was used for the formation of the crystals, the effect of electrospun meshes of PCL was evaluated, with random distribution or alignment of its fibers, with or without the presence of pores on its surface, in the crystallization of CaCO3 in vitro, in order to analyze the importance of the spatial arrangement of the fibers and the surface characteristics of these on the nucleation and crystal growth of CaCO3. The results were obtained using optical microscopy, electronic scanning microscopy associated with an energy dispersion detector (SEM-EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and x-ray diffraction (XRD). There were found two polymorphs of CaCO3, called calcite and vaterite. Furthermore, alterations in the characteristics of both polymorphs were observed depending on the type of mesh used, which allowed to conclude that the spatial arrangement and the surface of the PCL meshes used, can not only modify the morphology of the obtained CaCO3 crystals, but also are able to determine the formation of the different crystalline polymorphs.