Taller No 8Polmeros e HidrogelesValentn Fauveau 201124529Juliana De La Vega 201312387 1.a. De dos ejemplos de materiales sintticos y dos naturales que pudieran cumplir las caractersticas de formarse in situ.

Entre los polmeros sintticos se podra emplear:- Polihidroxietil metacrilato (pHEMA), este material genera calcificacin debido a la unin de los iones calcio a su estructura debido a la carga asociada al polmero. Adicionalmente, el material tiene una baja resistencia a los esfuerzos tensiles.- xido de Polietileno, que presenta como desventajas de uso su cristalizacin y su difcil procesamiento debido a los cidos empleados pueden interaccionar con el xido.

Entre los polmeros naturales se empleara:- Colgeno, como desventaja presenta la formacin de agrupaciones blanquecinas opacas. Adicionalmente, tambin puede presentar respuesta inflamatoria y precipitado.- cido hialurnico, como desventaja presenta menor rigidez a aquella del humor vtreo del ojo, por lo cual no presenta propiedades mecnicas similares a aquellas del humor vtreo. Adicionalmente, el cido hialurnico no forma el gel in situ.

b. Qu variables de respuesta tendran ustedes en cuenta para el desarrollo del material?

Como variables de respuesta para el desarrollo del material se tendra la capacidad de bloquear factores de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) para evitar la formacin de nuevos vasos. Adems se buscar que este polmero sea capaz de reducir el dimetro de los vasos intraglobulares de tal manera que no afecten al nervio ptico, y el flujo sanguneo sea el suficiente para el tejido. Para el reemplazo del humor vtreo, el polmero debe no presentar respuesta inflamatoria aumentada, y debe permitirle al paciente claridad en la visin. Adicionalmente, al realizar la implantacin se debe evitar un desprendimiento de la retina.

c. Qu propiedades Intrnsecas (propias) del material necesitara observar?

El material debe ser claro y transparente, debe ser inerte biolgica y qumicamente. Debe tener rigidez suficiente, y densidad similar a aquella del humor vtreo natural. Tambin debe permitir el flujo de metabolitos . Debera ser no absorbible y no biodegradable. Como es acuoso, debera ser hidroflico. Adicionalmente, debe ser inyectable y debe ser no trombognico debido a que estar en contacto con la sangre.

2. Su grupo decide realizar un estudio de geles PEG a 3 concentraciones diferentes (S1=25mg/mL, S2=50mg/mL, S3=100 mg/dL). Una de las pruebas que se realiza es de hinchamiento.

a. Para que realizan esta prueba?,Cual es la importancia de la misma?

Los hidrogeles son estructuras tridimensionales que tienen tendencia a hincharse en presencia de agua. El estudio del hinchamiento determina permite determinar propiedades de resistencia mecnica, difusin y porosidad del hidrogel. Adicionalmente, conocer el hinchamiento nos permite saber la densidad de entrecruzamiento puesto que estas dos variables son inversamente proporcionales.La importancia de realizar pruebas de hinchamiento se basa en el fundamento que esta propiedad determina la funcionalidad del material e influencia el comportamiento celular.

b. A continuacin se presentan los resultados, Qu puede decir acerca del comportamiento de las tres formulaciones?, Puede decir algo acerca de la porosidad del material?

La formulacin de menor concentracin, S1, fue la que present una tasa de hinchamiento mayor. S2 y S3 demostraron un hinchamiento similar.

Al aumentar la concentracin en los hidrogeles, se produce una disminucin en la fraccin volumtrica del polmero en el hidrogel hinchado hasta un equilibrio correspondiente aproximadamente al 15% de la tasa de hinchamiento. Esto se debe a que una malla con mayor densidad de entrecruzamiento tiene menos espacio disponible para ser ocupado por el agua. Adicionalmente, al limitar la movilidad de las cadenas (a mayor concentracin), se aumenta la fuerza elstica que se opone al hinchamiento.En cuanto a la porosidad, se puede decir que el tamao del poro depende del grado de entrecruzamiento del hidrogel, por lo tanto, esta variable tambin est relacionada con la tasa de hinchamiento. A mayor porosidad hay una mayor cantidad de agua absorbida que est asociada con un mayor hinchamiento del material. Por lo tanto, a menor concentracin hay una mayor porosidad.

c. A sus geles usted les coloca una sustancia que previene la neovascularizacin. A continuacin se presentan los resultados. Qu puede decir de dicho experimento?

El hidrogel S1 inicia su dinmica de liberacin con un mayor porcentaje del frmaco liberado, y posteriormente se va estabilizando, no libera tanto medicamento como en el primer da, pero si libera constantemente una tasa. Este comportamiento es importante debido a que permite que la dosis del medicamento est dentro de la ventana teraputica, lo cual implica que este estar actuando efectivamente sobre los vasos. Adems, la constante liberacin del medicamento asegura que el efecto del mismo sea constante y de tal manera se prevenga la formacin de nuevos vasos dentro del globo ocular. La curva de S1 es superior, lo cual quiere decir que es ms fcil que el medicamento salga del hidrogel con menor concentracin de PEG.

Los hidrogeles S2 y S3 demuestran una tasa inferior de liberacin del medicamento, aunque S2 libera a una tasa mayor que S3, sin embargo todos demuestran el mismo comportamiento con el tiempo. Esto quiere decir que es posible que la liberacin del frmaco se vea influenciada especficamente por la concentracin del PEG, a mayor concentracin, es posible que el tamao de poro sea inferior y por ende se dificulte la salida del medicamento desde el polmero hacia los vasos.

d. Qu gel recomendara para esta aplicacin de los tres estudiados?

Se recomienda el gel S1 debido a las diferentes razones que vimos anteriormente. Por un lado, este gel tiene una menor concentracin de PEG permitiendo un mayor hinchamiento del hidrogel, o en otras palabras, una mayor porosidad. Estas caractersticas otorgan al hidrogel una efectiva entrega del medicamento. Por otro lado, vimos que el hidrogel S1 permite un mayor porcentaje de liberacin de frmaco y con una tasa constante pero que se mantiene dentro del rango teraputico, esto asegura un efectivo efecto del medicamento sobre los vasos.

3. Qu informacin adicional cree que sera importante para darle ms fuerza a sus argumentos?Debido a que los hidrogeles se caracterizan por su tasa de hinchamiento, y el equilibrio de hinchamiento, sera importante conocer el equilibrio de hinchamiento de los tres materiales. Tambin sera importante conocer si la estructura contiene grupos inicos, pues estos determinarn la presin osmtica del polmero. Adicionalmente sera bueno conocer un poco ms sobre las fuerzas elsticas que actan sobre los puntos de entrecruzamiento. Adems se necesitara un anlisis de las caractersticas mecnicas, debido a que no se tiene informacin acerca de estas. Para ello se pueden realizar experimentos que evalan la deformacin del hidrogel al aplicarle distintas cargas. El entrecruzamiento, como se mencion anteriormente, tambin determina el nivel de hinchamiento que puede presentar cierto material, por lo cual sera importante conocer el grado y densidad de entrecruzamiento entre S1, S2 y S3. Igualmente, es importante observar el proceso de relajacin, para caracterizar cmo sale el agua del hidrogel, y en qu cantidad.