Study of the monofilar suture based on the segmented copolymer GL-b-(GL-co-TMC-co-CL-)-b-GL thermal behavior, degradability and incorporation of active agentspolymers and biopolymers

Resumen

En las últimas décadas, los biomateriales basados en copolímeros segmentados, constituidos por segmentos duros y blandos, han atraído el un creciente interés para una amplia gama de s aplicaciones biomédicas, especialmente como suturas monofilares absorbibles. Se ha demostrado que la poliglicolida es una buena candidata para constituir el segmento duro debido a su biodegradabilidad y a su alta rigidez, mientras que la incorporación de distintos monómeros (por ejemplo, -caprolactona, carbonato de trimetileno o glicolida) en una disposición estadística como segmento blando promueven la flexibilidad del material y mejoran la velocidad de degradación in vitro. Las propiedades de los materiales resultantes pueden ajustarse combinando diferentes proporciones de los segmentos duro y blando, y con una composición específica de monómero. En esta Tesis se presenta el estudio del copolímero segmentado tricomponente comercializado por B.Braun Surgical como sutura absorbible monofilar con el nombre de Monosyn®. Los principales objetivos de este trabajo son: a) la caracterización física completa que incluye el estudio de estabilidad térmica y cinéticas de cristalización, b) el estudio de la degradación y los cambios microestructurales asociados, c) la evaluación de la mejora del uso de la sutura añadiendo componentes con actividad farmacológica, y d) la producción de nanofibras para utilizarlas como agentes reforzantes. Las cristalizaciones isotérmicas y no isotérmicas se siguieron mediante distintas técnicas (microscopía óptica, calorimetría diferencial de barrido y experimentos de difracción de rayos X de bajo ángulo). La composición del segmento blando influyó en la cristalización del copolímero segmentado, como era de esperar por la comparación con los datos publicados del sistema bicomponente similar. La degradación hidrolítica fue llevada a cabo a distintas temperaturas con disoluciones tamponadas en un rango continuo de pH. La morfología de la superficie de las suturas hidrolizadas mostró la formación de fracturas longitudinales y circunferenciales en la zona externa e interna de la sutura, respectivamente. Estas fracturas se asociaron a la existencia de dominios amorfos interfibrilares e interlamelares, tal y como se corroboró mediante los experimentos de difracción de rayos X de bajo ángulo. Para explorar las aplicaciones potenciales de Monosyn® como sutura absorbible monofilar con actividad farmacológica, se incorporaron distintos fármacos. Además, se evaluó el uso de un copolímero amorfo como recubrimiento. El primer grupo de fármacos seleccionados corresponden a la familia de las biguanidas (clorhexidina y polihexametilen biguanida), conocidas por su actividad bactericida. En particular se probó la efectividad de utilizar un recubrimiento y la influencia del tamaño molecular del fármaco en su actividad. El estudio del proceso de carga, el perfil de liberación y la actividad farmacológica se completó considerando también un antibiótico (cloranfenicol) y un agente cicatrizante (captopril). Por último, se prepararon nanofibras del copolímero seleccionado mediante la técnica del electrohilado. Estas nanofibras se cargaron con fármaco y se utilizaron como agentes reforzantes de matrices poliméricas biodegradables. Con el propósito de conseguir unos tejidos apropiados, se probaron distintas composiciones de fibras y diferentes configuraciones en el montaje del sistema de electrohilado.