Radiación gamma para el diseño de sistemas inteligentes en liberación controlada de fármacos e ingeniería de tejidos

Abstract

This chapter discusses the synthesis and functionalization of polymeric matrices with smart or stimuli-sensitive polymers by gamma-rays. These smart components were reviewed from their preparation, properties and potential applications. The performance of these materials as drug delivery systems provide specific characteristics for the design of novel polymers with enormous chances in biotechnology applications. Specifically, the use of gamma radiation for the synthesis of graft copolymers and modification of hydrogels using pH and thermo sensitive monomers, are discussed in this chapter. The effects of the absorbed dose, monomer concentration and reaction time on the amount of graft, are also mentioned. Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) and poly(acrylic acid) (PAAc) are some of the most popular stimuli-sensitive polymers that have been grafted onto different polymeric matrices. PNIPAAm is thermo-sensitive material which undergoes a phase transition (LCST) of about 32 °C, in aqueous media. On the other hand, PAAc is pH sensitive polymer which has a capability to undergo further chemical reaction to produce new functional groups. As an example, a combination of these products can play an important role as medical device or delivery systems for the local release of drugs for curative or prophylactic purposes. Currently, intense research is being carried out to design medical devices with improved features regarding biocompatibility and therapeutic performance.

El presente capítulo describe la síntesis y funcionalización de matrices poliméricas con polímeros inteligentes o estimulo-sensibles mediante radiación gamma. Estos sistemas inteligentes fueron revisados desde su preparación, propiedades y aplicaciones potenciales. La preparación de estos materiales como sistemas de administración de fármacos proporcionan características específicas para el diseño de nuevos polímeros con gran potencial en aplicaciones de biotecnología. En especial, el uso de la radiación gamma para la síntesis de copolímeros de injerto y modificación de hidrogeles utilizando monómeros sensibles a pH y temperatura, se discute en este capítulo. Los efectos de la dosis absorbida, la concentración de monómero y el tiempo de reacción con respecto al porcentaje de injerto, también son mencionados. La poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) y el poli(ácido acrílico) (PAAc) son algunos de los polímeros estimulo-sensibles más populares que se han injertado en diferentes matrices poliméricas. PNIPAAm es termo-sensible con una transición de fase (LCST) de aproximadamente 32 °C, en medios acuosos. Por otro lado, PAAc es un polímero sensible al pH que tiene una capacidad de incluirse en reacciones químicas para producir nuevos grupos funcionales. Como ejemplo, una combinación de estos productos puede desempeñar un papel importante como productos sanitarios o sistemas locales de liberación controlada de fármacos, con fines curativos o profilácticos. Actualmente se están llevando a cabo numerosas investigaciones con la finalidad de diseñar dispositivos biomédicos que mejoren las características de biocompatibilidad y desempeño terapéutico.