Actividad antibacteriana, degradación hidrolítica y microbiana y citotoxicidad in vitro de poliuretanos sintetizados con polioles derivados del aceite de higuerilla

Abstract

ANTIBACTERIAL ACTIVITY, HYDROLYTIC AND MICROBIAL DEGRADATION AND in vitro CYTOTOXICITY OF POLYURETHANE SYNTHESIZED WITH POLYOLS FROM CASTOR OIL DERIVATIVES. Biological activities from polyurethanes (PUs) synthesized from polyols (derived from castor oil) and isophorone diisocyanate were evaluated. In vitro degradability was evaluated by phosphate buffered saline (PBS) and antibacterial degradation with Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. The biocompatibility was analyzed by: i) the antimicrobial activity against E. coli, S. aureus and P. aeruginosa, and ii) in vitro cytotoxicity assays using mouse embryonic fibroblast cell line L-929 in direct contact with the PUs and with NIH/3T3 cells in indirect contact with the PUs degradation products. PUs with polyol P1 (2,64% molar relation of pentaerythritol and castor oil) was the material with better biodegradation properties: 1.125±0.110% in 72 h by PBS at 100 °C. In general, all materials were degraded up to 1.000±0.223% and 2.251±0.010% in 72 h by E. coli and P. aeruginosa, respectively. On the other hand, it was determined a close relationship between functionality of polyol and bacterial inhibition. The antibacterial effect of the PUs decreased by 67% for E. coli, 55% for S. aureus and 56% for P. aeruginosa after 24 h. Chemical modification of castor oil did not generate a cytotoxic effect on the tested cell lines. The evaluated materials are suggested as candidates to obtain biomaterials due to their mechanical properties and biocompatibility presented in untransformed cells.Keywords: castor oil; polycaprolactone; cytotoxicity; degradability; biomedical applications. INTRODUCCIÓNLos poliuretanos (PUs) representan una popular e importante parte de productos industriales que se caracterizan por tener buenas propiedades de flexibilidad, elevada resistencia al impacto y durabilidad, características que lo convierten en polímeros con múltiples aplicaciones. 1 Su carácter de copolímero en bloque los dota de una amplia versatilidad en términos de adaptación de sus propiedades físicas y compatibilidad. 2-7 Es así como los PUs son interesantes para usos internos (in vivo), especialmente en aplicaciones a corto plazo, como catéteres o implantes. De igual forma, son interesantes para aplicaciones de uso externo (in vitro), como por ejemplo los sistemas de liberación controlada de medicamentos. 8 De esta forma los PUs son polímeros sintéticos biocompatibles que se emplean en dispositivos médicos y en aplicaciones de ingeniería de tejidos. Los PUs empleados como materiales biomédicos deben cumplir con las propiedades mecánicas para la aplicación destino, deben ser no tóxicos, ser biodegradables de acuerdo con la función a cumplir y deben ser biocompatibles. 9,10 Se han utilizado estrategias para mejorar falencias de estos materiales como las propiedades de fatiga, control de la degradación, incremento de proliferación celular, entre otros. Algunas de estas estrategias consisten en modificar la superficie de los PUs por medio de procesos físicos o químicos. 11 La eval...