Modulación del carácter hidrofílico e influencia sobre la biocompatibilidad de híbridos base poliuretano-siloxano

Abstract

Organic-inorganic hybrid materials are known for their outstanding chemical and physical properties. Although some studies have been published regarding the use of hybrids for biomedical applications, relationship between hydrophilic character and biodegradation, bioactivity and biocompatibility has not been studied yet. The sol-gel method has been chosen for the manufacturing of siloxane-polyurethane hybrids for the exceptional potential of the method to obtain nanostructured materials. The effect of the amount of the urethane oligomer (OPU) on the structure, hydrophilic character, degradability, bioactivity and citotoxicity was investigated. Gelling time of these hybrids increases linearly with the decrease on the Siloxane/OPU ratio up to an 80/20 value. Hydrophilic character of the hybrids can be modulated and affects dramatically the degradation rate of the specimens. A hybrid with a 50/50 Siloxane/OPU ratio displayed an appropriate degradation rate, bioactivity and lack of cell toxicity that makes this material a candidate for further studies for applications in bone regeneration.Keywords: Sol-gel process; Biomedical applications; Hybrid Materials; Bioactivity; Polyurethane. Modulación del carácter hidrofílico e influencia sobre la biocompatibilidad de híbridos base poliuretano-siloxanoLos materiales híbridos Orgánico-Inorgánico son conocidos por sus excepcionales propiedades químicas y físicas. Aunque se han publicado algunos estudios respecto al uso de híbridos para aplicaciones biomédicas, aun faltan estudios que determinen la relación que existe entre el carácter hidrofílico de estos materiales y las propiedades que les permiten ser utilizados como biomateriales: degradación, bioactividad y biocompatibilidad. El método sol-gel se ha escogido para la fabricación de híbridos debido a la posibilidad de obtener materiales nanoestructurados que comprenden un componente orgánico y un inorgánico. Se investigó el efecto de la cantidad del olígomero de uretano (OPU) sobre la estructura, el carácter hidrofílico, la degradabilidad, la bioactividad y la citotoxicidad. El tiempo de gelificación de estos híbridos incrementa linealmente con la disminución en la relación Siloxano/OPU hasta un valor de 80/20. El carácter hidrofílico de los híbridos se puede modular y afectar considerablemente la velocidad de degradación de las muestras. Un híbrido con una relación 50/50 Siloxane/OPU muestra una velocidad de degradación, una bioactividad y falta de toxicidad que hacen a este material un candidato para futuros estudios para aplicaciones en regeneración ósea.

Tailoring/Tuning Properties of Polyester Urea-Urethanes through Hybridization with Titania Obtained Using the Sol–Gel Process

“…The third stage is related to the initial degradation of the polymeric component (PEUUs), which takes place above 200 °C showing a weight loss of ~55%. The complete decomposition of the polymer also is observed at ~ 500°C [ 28 , 29 ]. At the final thermal test (600 °C), the weight loss of both THP 1000 and THP 2000 hybrid materials is ~80%, while the weight loss of THP 530 hybrid is ~90%.…”