Fabricación y caracterización de membranas de quitosano para la liberación controlada de medicamentos y fertilizantes

Abstract

El quitosano es uno de los polímeros naturales y biocompatibles más utilizados en los últimos tiempos. Procede de los desechos los crustáceos, por lo que su obtención es de bajo coste, por lo que es muy utilizado en la industria farmacéutica. Una de sus ventajas es su alta capacidad filmogénica, por lo que es muy utilizado para la fabricación de membranas. Este trabajo tiene como objetivo predecir el comportamiento de membranas biocompatibles y biodegradables de quitosano en función de su peso molecular, de los aditivos utilizados en su preparación y del agente activo utilizado en el transporte. Para ello, se detallan los materiales utilizados y sus propiedades, y se detallan las técnicas de caracterización utilizadas para determinar las propiedades de los quitosanos en polvo elegidos y de las membranas preparadas con ellos, junto con la descripción de los protocolos de preparación de las membranas de quitosano y de los materiales y experimentos de transporte. Para fabricar las membranas, se utilizaron tres tipos de quitosano. Se ha trabajado con un quitosano procedente del caparazón del cangrejo, que se irradió cuando se encontraba en polvo a diferentes dosis de irradiación (a 12.5, 100 y 250 kGy). Dado que no se pudieron obtener membranas con el quitosano irradiado a 250 kGy, se añadió glutaraldehído (GLA) a la disolución de quitosano, para conocer el efecto de la alta irradiación en las membranas preparadas. Se caracterización los quitosanos en polvo y las membranas preparadas con los quitosanos irradiados, sin entrecruzar y entrecruzadas con GLA, y posteriormente, se realizaron experimentos de transporte de sal de sodio de sulfonamerazina (SULF), un antibiótico de amplio espectro. También se utilizaron dos quitosanos comerciales, de alto y medio peso molecular, para conocer el cambio de las propiedades de las membranas en función del origen de procedencia de los quitosanos. Además de utilizar el GLA como agente entrecruzante, se utilizó una disolución de tripolifosfato de pentasodio (TPP) para entrecruzar a las membranas y mejorar sus propiedades, ajustando el valor de dicha disolución a dos valores de pH (pH 4 y pH 9). Se presentan los resultados de la caracterización de los polvos y las membranas preparadas con los quitosanos comerciales de alto y medio peso molecular. Además de utilizar GLA como agente entrecruzante, se utilizaron los post-tratamientos con TPP. Se repitieron los experimentos de SULF en las membranas preparadas con GLA en la disolución y con post-tratamientos de TPP. Además, se realizaron experimentos con las membranas utilizando ácido acetilsalicílico (ASA) como agente activo, y diferentes sales inorgánicas utilizadas en agricultura como fertilizantes (nitrato de amonio (NH4NO3), nitrato de potasio (KNO3) y cloruro de calcio (CaCl2)). Por último, se prepararon membranas con el quitosano de mayor peso molecular, dispersando diferentes concentraciones de nanopartículas (dióxido de titanio (TiO2), óxido de hierro o magnetita (Fe3O4) y óxido de aluminio o alúmina (Al2O3)) para estudiar la modificación de las propiedades de las membranas con respecto a las membranas sin nanopartículas. En esta parte, los experimentos de transporte se realizaron con ASA.