Estudio de hidrogeles híbridos obtenidos a partir de poliacrilamida, quitosano y montmorillonita para potenciales aplicaciones como sistema de administración de antibiótico

Abstract

En esta investigación se evaluaron las características y propiedades presentadas por diferentes formulaciones de hidrogel (HG) obtenidas a partir de poliacrilamida (PAAm), quitosano (Q) y montmorillonita (MMT), con el objetivo de analizar el efecto que tiene la incorporación de Q y MMT en las propiedades de absorción, porosidad e interacción con moléculas de fármaco. Todo esto con la finalidad de determinar su potencial eficacia como componente de apósitos para heridas y sistemas de administración del antibiótico ciprofloxacina (CPF). Para ello, se llevó acabo la síntesis de HG convencional de PAAm, HG semi-IPN de PAAm/Q, HG híbrido de PAAm/MMT e HG semi-IPN híbridos compuestos de PAAm/Q/MMT, los cuales fueron preparados incorporando diferentes contenidos de MMT (1 %, 5 % y 10 %). Los componentes de partida, los HG sintetizados y los sistemas HG-CPF fueron caracterizados empleando espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). A partir de los espectros obtenidos se pudo corroborar que todos los componentes correspondientes a cada formulación de HG fueron incorporados en la red polimérica. A través de estos espectros, también fue posible confirmar la incorporación del fármaco en la matriz de cada formulación de HG. También, se evaluó el comportamiento de hinchamiento y la cinética de absorción de cada HG en agua desionizada y en solución del fármaco CPF (2 mg/ml), arrojando tendencias muy similares. En ambos medios de hinchamiento el HG semi-IPN de PAAm/Q (20 %) mostró el índice de hinchamiento más elevado, seguido del HG híbrido de PAAm/MMT (10 %) y finalmente el HG convencional de PAAm, el cual posee un índice de hinchamiento muy cercano al valor obtenido para el HG híbrido. Los HG semi-IPN híbridos, también mostraron la misma tendencia en ambos medios de hinchamiento, al incrementar el contenido de arcilla en la red polimérica se observó una disminución en el índice de hinchamiento de esta formulación de HG. A partir de los datos de absorción obtenidos experimentalmente, se logró determinar el coeficiente difusional n para cada muestra de HG, todos los valores de n calculados fueron inferiores a 0.5 (n < 0,5), lo cual indica que todos los HG presentan un mecanismo de difusión "menos Fickiano", que todavía se puede considerar del tipo Fickiano. Además, se utilizó microscopía óptica para estudiar las características morfológicas de cada HG. A partir de las micrografías obtenidas se pudo determinar que la incorporación de Q en la red polimérica ocasiona un aumento en el tamaño de los poros del HG, mientras que la incorporación de MMT en la red polimérica produce el efecto contrario, es decir, una disminución en el tamaño de poro. Por otra parte, las pruebas in vitro realizadas para evaluar la actividad antibacteriana de los sistemas HG-CPF contra las bacterias Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae (ambas bacterias gram-negativas) y Staphylococcus aureus (bacteria gram-positiva) revelaron que todos los sistemas eran eficaces antimicrobianos contra los microorganismos probados.