Estudi de l’alliberament de dopamina en presència d’interferents en un hidrogel de base cel·lulòsica amb incorporació d’un polímer conductor

Abstract

En el camp biomèdic els sistemes d’alliberament controlat de fàrmacs tenen una gran importància perquè són emprats com a tractaments per combatre malalties i faciliten enviar un principi actiu a l’organisme. El control en aquests alliberaments és possible per mitjà de la generació d’estímuls, en el present treball de tipus elctroquímic, que juntament amb la incorporació d’un polímer conductor electroactiu com és el PEDOT, han permès realitzar l’estudi. Existeix un gran interès en controlar les concentracions de la dopamina (DA) en l’organisme perquè si són molt baixes, s’esdevenen malalties com el Parkinson, l’esquizofrènia o l’Alzheimer. De forma contrària, amb nivells molt alts d’aquesta s’esdevenen problemes cardiovasculars. El present projecte s’ha centrat a assolir l’objectiu principal proposat: desenvolupar un sistema a base de carboximetilcel·lulosa sòdica (NaCMC) i Poli(3,4-etilendioxitiofè (PEDOT) per l’alliberament controlat del neurotransmissor dopamina amb presència d’àcid L-ascòrbic com a interferent. El treball ha estat dividit en dues parts. Una primera fase ha estat dedicada a la caracterització dels sistemes NaCMC i NaCMC-PEDOT amb presència de biomolècules i sense, mitjançant tècniques d’espectrofotometria FT-IR, microscòpia electrònica d’escombrat (SEM), voltameries cícliques (CV) i Swelling Ratio (SR). En canvi, la segona etapa del projecte ha consistit a estudiar l’alliberament de les biomolècules mitjançant tècniques d’espectrofotometria UV-VIS i voltameries cícliques. En primer lloc s’ha determinat el comportament de les dues biomolècules per separat, a continuació, s’ha estudiat el comportament de les dues molècules alhora, posteriorment, s’ha caracteritzat l’alliberament de les dues biomolècules, per separat i de forma simultània per dues vies diferents. S’ha definit l’alliberament controlat amb estímul elèctric i l’alliberament per difusió. L’estímul elèctric ha estat efectuat amb una cronoamperometria (CA).

En el campo biomédico los sistemas de liberación controlada de fármacos tienen una gran importancia porque son utilizados como tratamientos para combatir enfermedades y facilitan enviar un principio activo al organismoEl control en estas liberaciones es posible mediante la generación de estímulos, en el presente trabajo de tipo electroquímico, que juntamente con la incorporación de un polímero conductor electroactivo como es el PEDOT, han permitido realizar el estudio. Existe un gran interés en controlar las concentraciones de dopamina (DA) en el organismo porque si son muy bajas, ocurren enfermedades como el Parkinson, la esquizofrenia o el Alzheimer. De forma contraria, con niveles muy altos de esta ocurren problemas cardiovasculares. El presente trabajo se ha centrado en conseguir el objetivo principal propuesto: desarrollar un sistema a base de carboximetilcelulosa sódica (NaCMC) y Poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) para la liberación del neurotransmisor dopamina en presencia del àcid L-ascòrbico como interferente. El trabajo ha estado dividido en dos partes. Una primera fase ha estado dedicada a la caracterización de los sistemas NaCMC y NaCMC-PEDOT con presencia de biomoléculas y sin ella, mediante técnicas de espectrofotometría FT-IR, microscopía electrónica de barrido (SEM), voltamerías cíclicas (CV) y Sweling Ratio (SR). En cambio, la segunda etapa del proyecto ha consistido en estudiar la liberación de las biomoléculas mediante técnicas de espectrofotometría UV-VIS y voltamerías cíclicas. En primer lugar se ha determinado el comportamiento de las dos biomoléculas por separado, a continuación, se ha estudiado el comportamiento de las dos sustancias juntas, posteriormente, por dos vías diferentes, se ha definido la liberación controlada con estímulo eléctrico y la liberación por difusión. El estímulo eléctrico ha sido efectuado con una cronoamperometría (CA).

In the biomedical field, controlled drug release systems have a great importance because they are used as treatments to combat diseases and facilitate the delivery of an active principle to the body. Control of these releases is possible through the generation of stimuli, in the present work it has been an electrochemical type, which with the incorporation of an electroactive conductive polymer such as PEDOT, have allowed the study to be carried out. There is a great interest in controlling dopamine (DA) concentrations in the body because if they are very low, diseases such as Parkinson’s, squizophrenia or Alzheimer’s are triggered. On the contrary, with very high levels of it, cardiovascular problems occur. The present work has focused on achieving the main objective proposed: to develop a system based on sodium carboxymethylcellulose (NaCMC) and Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) for the controlled release of neurotransmitter dopamine with L-ascorbic acid as an interferent. The work has been divided into two parts. A first phase has been dedicated to the characterization of the NaCMC and NaCMC-PEDOT systems with and without the presence of biomolecules, using FT-IR spectrophotometry technique, scanning electron microscopy (SEM), cyclic voltammetry (CV) and Sweling Ratio ( MR). On the other hand, the second stage of the project has consisted of studying the release of biomolecules using UV-VIS spectrophotometry techniques and cyclic voltammetry. In the first place, the behavior of the two biomolecules has been determined separately, then the behavior of the two substances together has been studied, later, by two different routes, the controlled release with electrical stimulation and the release by diffusion have been defined. The electrical stimulation was carried out with chronoamperometry (CA).