En la presente propuesta se llevará a cabo la síntesis del copolímero de injerto mediante radiación ionizante, proveniente de una fuente de cobalto-60 ubicada en el Instituto de Ciencias Nucleares; UNAM. Debido a que los copolímeros son el resultado de la combinación química de dos moléculas de diferente naturaleza y que las radiaciones son creadoras de sitios activos en los polímeros, se pueden obtener copolímeros de injerto de naturaleza y propiedades muy variables. Los injertos que serán preparados durante el desarrollo del proyecto se sintetizarán por los métodos de: a) irradiación, directa, b) pre-irradiación y c) pre-irradiación oxidativa. En estos métodos se pueden variar algunos parámetros como temperatura y tiempo de reacción, concentración de monómero, dosis de pre-irradiación, intensidad de radiación, etc. Hasta el momento no hay ninguna regla que indique cuales son las variables o condiciones adecuadas para obtener un copolímero de injerto con el rendimiento deseado o con las mejores propiedades mecánicas. Una vez obtenidos los materiales poliméricos para inmovilización de enzimas y liberación controlada de fármacos, se llevará a cabo la caracterización mediante FTIR para obtener su composición química, DSC y TGA para obtener su comportamiento térmico, ángulo de contacto estático, así como SEM para estudiar su morfología. En forma paralela a la caracterización, se llevará a cabo la inmovilización de enzimas y caracterización de la actividad antimicrobiana del material, entre los diversos enzimas con actividad antimicrobiana a los que se puede acudir, se seleccionarán la lisozima y alguna peroxidasa. Se aplicarán dos procedimientos de inmovilización covalente. El primero consiste en exponer los grupos glicidilo del copolímero a los grupos amino primario de la enzima en condiciones de pH controladas. El segundo implica la activación previa de la superficie del copolimero de injerto con una alquilamina y, a continuación, la fijación de la enzima vía glutaraldehido o bien se modifica previamente la enzima mediante oxidación con peryodato para que, posteriormente, reaccione con el copolímero aminado. La actividad de las enzimas inmovilizadas se ensayará utilizando sustratos adecuados. En el caso de la lisozima se evaluará la velocidad de lisis de Micrococcus lysodeikticus. Para las peroxidasas, se utilizarán pirogalol y peróxido de hidrógeno. La estabilidad de las enzimas se estudiará en condiciones de almacenamiento y en condiciones operacionales, principalmente a distintos valores de pH y temperatura. Además se llevará a cabo la evaluación de la actividad antimicrobiana, evaluación de citocompatibilidad invitro, hemocompatibilidad, estudios de adhesión de proteínas, etc. El desarrollo de este proyecto nos permitirá obtener un novedoso sistema polimérico con actividad antimicrobiana y biocompatible que permitirá su potencial aplicación para uso en carga y liberación de fármacos debido a las propiedades que presentan cada uno de los materiales involucrados. Todas estas características harán que este material sea punta de lanza para el desarrollo de nuevos dispositivos médicos con mejores propiedades a los ya existentes, ya que será sintetizado por primera vez. Desde el punto de vista en desarrollo de conocimiento científico, este proyecto nos permitirá conocer más sobre el comportamiento de materiales poliméricos inteligentes injertados con polímeros que contienen grupos con actividad antimicrobiana (tales imidazol) los cuales hasta el momento no ha sido estudiado en este tipo de sistemas.

Contribuciones Los dispositivos biomédicos que se van a sintetizar formarán parte de una nueva generación de materiales poliméricos que tendrán la capacidad de cargar enzimas y liberarlas de manera controlada en diferentes rangos de tiempo (orden de días). Este tipo de materiales se crearán con la finalidad de diseñar nuevos dispositivos biomédicos (catéteres, tubos de transporte de plasma sanguíneo, implantes, entre otros) fabricados con estos nuevos materiales. Además, los estudios de biocompatibilidad permitirán elucidar las interacciones que ocurren entre un material insertado en el cuerpo de forma artificial, y la respuesta de los fluidos, tejidos y órganos que lo conforman. Se reducirán los riesgos de contraer posible infecciones por la operación de estos dispositivos (formación de biofilm) y evitar posibles reacciones secundarias (procesos inflamatorios). Las actividades de investigación que se realizarán en el presente proyecto, pretende disminuir los riesgos adyacentes del uso de dispositivos biomédicos reducirá en gran medida los costos de lo que se refiere a los cuidados de la salud. Contribuciones académicas En la formación de recursos humanos se dirigirán tesis a nivel licenciatura y posgrado por lo que los puntos tratados en los objetivos nos llevarán a la exitosa titulación de estudiantes de licenciatura 3, maestría 1 y de doctorado2, durante los 3 años que durará el presente proyecto Tres estudiantes ya han empezado con su trabajo de tesis y uno de doctorado se incorporará a inicio de 2014 (semestre 2014-2), además de un par de estudiantes más de licenciatura. Al término del proyecto, se publicaran al menos 9 artículos científicos en revistas con arbitraje internacional con un alto factor de impacto. Cada año se publicaran o enviaran al menos 3 artículos a revistas internacionales especializadas en el tema y varios capítulos en libro.