Biofuncionalización de superficies a base de fibroína para su potencial uso en aplicaciones cardiovasculares

Abstract

RESUMEN: Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo según las estadísticas presentadas por la Organización Mundial de la Salud, en particular, las enfermedades isquémicas del corazón representan más del 20% de las causas de muerte en Colombia, por esta razón, resulta necesario desarrollar estrategias para el tratamiento de dichas enfermedades, ya que en algunos casos los pacientes necesitarán el reemplazo del conducto afectado, siendo la alternativa más común el uso de injertos autólogos, los cuales, a pesar de ser los más utilizados, se ven limitados por la poca disponibilidad de tejido que se puede obtener de cada paciente para este tratamiento, sumado al tiempo de espera que requiere el acondicionamiento físico y celular para que este funcione correctamente. Basado en lo anterior, una aproximación que ha tomado relevancia en estas investigaciones consiste en obtener biomateriales que sean compatibles y que tengan propiedades antitrombogénicas y mecánicas que puedan sustituir un conducto vascular nativo, teniendo así una alternativa más accesible y compatible. El objetivo de esta investigación fue evaluar la actividad antitrombogénica de superficies (películas) a base de fibroína, las cuales fueron obtenidas por solvent casting, para ello, se optimizó el proceso de extracción de fibroína a partir del capullo del gusano de seda Bombyx Mori en medio básico de Na2CO3 (ac) usando un diseño experimental 23 con dos puntos centrales en el cual se evaluaron diferentes relaciones Capullos/Na2CO3, temperaturas y tiempos de extracción. Los resultados mostraron que la mejor extracción se logra con una relación capullos/Na2CO3 de 0.2, y una temperatura de 80°C durante 4.5 horas de extracción. Luego de lo anterior, se planteo un diseño experimental 33 para la fabricación de películas a base de fibroína, y se utilizó poliviníl alcohol (PVA) entrecruzado con glutaraldehído en bajas cantidades para mejorar sus propiedades mecánicas, finalmente, se incluyo glicerol en las formulaciones para inducir la formación de enlaces de hidrógeno entre las cadenas de fibroína y PVA. Como variables de respuesta de este diseño se estudiaron el modulo elástico, límite elástico, resistencia a la tracción y porcentaje de elongación en la ruptura. Los resultados del diseño experimental muestran que la mayoría de las formulaciones obtenidas tienen potencial mecánico para ser utilizadas en la fabricación de implantes cardiovasculares artificiales, sin embargo, las formulaciones con 80% de fibroína, tienden a ser inestables mecánicamente, y entre el compilado de las demás formulaciones, la muestra 3 presentó algunas de las propiedades mecánicas y superficiales más interesantes, mostrando una alta capacidad de elongación antes de la ruptura, buena resistencia a la degradación y un ángulo de contacto apropiado para dispositivos usados en contacto con sangre, por tal razón, dicha muestra fue biofuncionalizada con heparina por acople de carbodiimida y por aprovechamiento de interacciones electrostáticas.Los resultados de la biofuncionalización muestran que los materiales obtenidos por ambas técnicas presentan actividad antitrombogénica, sin embargo, las muestras biofuncionalizadas por aprovechamiento de interacciones electrostáticas tienden a perder actividad luego de 15 días, permitiendo una deposición superficial de coágulos aproximada del 429% comparada conla prueba a tiempo cero, por tal motivo, se concluyó que la mejor técnica de biofuncionalización fue por acople de carbodiimida ya que bajo dicha técnica las muestras presentaron una deposición superficial de coágulos del 32% comparada con el análisis a tiempo cero.