Fine-tuning the properties of hybrid hydrogels to modulate their interactions with biological fluidsa systematic study at different length scales

Resumen

Durante las últimas décadas, los materiales a escala nano y micro han captado la especial atención de la comunidad científica. Durante el S.XX, emergieron un gran número de metodologías que permitían funcionalizar polímeros. Estas, combinadas con el gran ímpetu hacia nanopartículas inorgánicas (NPs) que tuvo lugar en el S.XXI, ha hecho posible el desarrollo de materiales novedosos y sofisticados en biomedicina. Sin embargo, estos materiales sufren una pérdida de estabilidad cuando se encuentran en presencia de fluidos biológicos. Por ello, en los últimos años han aparecido unos sistemas híbridos, que pueden hacer frente de manera óptima diversos escenarios biológicos. Para ello, por un lado, polímeros de originen natural se han combinado con otros de origen sintético. Por otro lado, la química orgánica (polímeros) ha cogido de la mano a la inorgánica (nanopartículas metálicas) para combinar lo mejor de dos mundos. Esta tesis doctoral, dividida en dos secciones, explora las metodologías requeridas para modular las propiedades de los polímeros cuando estos entran en contacto con fluidos biológicos. Paraello, la sección A plantea el desarrollo de nanogeles finos (2 ¿ 6 nm) capaces de recubrir y estabilizar nanopartículas de oro mientras mantienen su forma y propiedades ópticas intactas. Esferas, bastones y estrellas han sido las formas elegidas para propiciar un gran abanico de materiales en los que además se ha jugado con la hidrofobicidad y carga superficial del manto protector. Por otro lado, la sección B, ostenta el estudio en detalle del papel que juegan los polímeros Eudragits cuando forman parte de hidrogeles entrecruzados físicamente capaces de adherirse a la mucosa ocular. Esta sección pone el foco en térmicos de relación estructura-actividad, estabilidad de la matriz, encapsulación proteica y finalmente liberación de la misma en el epitelio ocular. La sección B nos lleva desde el desarrollo del material en el laboratorio hasta su aplicación en estudios preclínicos.Finalmente, esta tesis doctoral demuestra que es posible modular al gusto las interacciones entre polímeros y biomoléculas independientemente de la escala en la que se trabaje. Además, estos sistemas logran adaptarse a las necesidades de cada escenario.