Injerto binario de poli(ácido acrílico) y poli(vinil pirrolidona) en películas de PDMS para carga y liberación de ciprofloxacino

Abstract

Los polímeros son compuestos versátiles, cuyas propiedades físicas y químicas toman parte en diversas aplicaciones. Particularmente en el campo biomédico, el polidimetil siloxano (PDMS) es uno de los más usados por su alta biocompatibilidad, fácil manipulación, estabilidad térmica y química, entre otras propiedades. Sin embargo, su naturaleza hidrofóbica lo hace susceptible a contaminación bacteriana, lo que representan una desventaja en este campo, ya que se convierte en una de las causas de infecciones nosocomiales presentes en todo el mundo. Una solución potencial puede darse a través de injertos de polímeros estímulo-sensibles que, además de proveer hidrofilicidad, permiten la creación de un sistema para la entrega de fármaco. En esta investigación, el PDMS fue injertado con ácido acrílico (AAc) y vinil pirrolidona (VP) en dos pasos usando radiación gamma. El material resultante fue analizado por diversas técnicas de caracterización: espectroscopia infrarroja (FTIR-ATR), análisis termogravimétrico (TGA), pruebas de hinchamiento, ángulo de contacto, y pH sensibilidad (crítico), los cuales demostraron la presencia de ambos polímeros formados sobre las películas de PDMS mostrando hidrofilicidad, así como propiedades de pH respuesta. Entre los métodos de injerto realizados, la carga y posterior liberación de ciprofloxacino fue exitosa en aquellas muestras obtenidas por método de irradiación directa. Además, las pruebas antimicrobianas mostraron zonas de inhibición para microorganismcos como Staphylococcus aureus y Escherichia Coli.

Polymers are versatile compounds whose physical and chemical properties can be taken advantage of in wide applications. Particularly, in the biomedical field, polydimethylsiloxane (PDMS) is one of the most used for its high biocompatibility, easy manipulation, thermal and chemical stability, among other properties. Nonetheless, its hydrophobic nature makes it susceptible to bacterial pollution, which represents a disadvantage in this field, since it becomes one of the main causes of Healthcare-Associated Infections. A potential solution to this is through the graft of stimuli-sensitive polymers that, besides providing hydrophilicity, allow the creation of a drug delivery system. In this research, PDMS was grafted with acrylic acid (AAc) and vinyl pyrrolidone (VP) in two steps using gamma radiation. The resulting material was analyzed by several characterization techniques such as infrared spectroscopy (FTIR-ATR), thermogravimetric analysis (TGA), swelling, contact angle, and pH sensitivity, demonstrating the presence of both polymers onto PDMS films and showing hydrophilic and pH-response properties. Among the performed methods to graft, the loading and release of ciprofloxacin were successful in those samples obtained by direct irradiation method. Furthermore, the antimicrobial assays showed zones of inhibition for microorganisms such as Staphylococcus aureus and Escherichia coli.