Responsable: GUILLERMO JESUS CRUZ CRUZ

Objetivos:

Diseñar y sintetizar por plasma polímeros nanoestructurados biocompatibles derivados del pirrol para aplicarlos en el tratamiento de lesiones por contusión de médula espinal de ratas de laboratorio.

Antecedentes:

Con el objetivo del restablecimiento de las funciones que realiza la médula espinal después de lesiones severas se han probado polipirroles sintetizados en forma de película que molidos y en forma de pastilla se han implantado en ratas de laboratorio con lesiones por sección completa de médula espinal. Los resultados indican que la velocidad de recuperación de movimiento de las ratas implantadas con polipirrol dopado con yodo en función de la escala BBB (0=parálisis total, 21=Movimiento normal) en las primeras 8 semanas han llegado a ser de hasta 0.1 BBB/día y la recuperación de ratas con la misma lesión sin ningún implante es en promedio de 0.05 BBB/día. Esto sugiere que la velocidad de recuperación de los animales se puede incrementar y llegar hasta duplicar en función de los implantes poliméricos. Esta recuperación depende del nivel de la lesión principal y puede llegar a un nivel de estabilidad que también depende de muchos factores durante la evolución de la lesión.

Sin embargo, para otro tipo de lesiones donde no existe sección total de médula espinal, sino solo lesión por contusión, la estrategia es diferente, ya que los métodos de implante no deben causar un trauma adicional y lesionar aún más la médula. Para eso se proponen materiales nanoestructurados que por su tamaño puedan inyectarse en la zona de la lesión con una invasión muy pequeña. Este es un objetivo a largo plazo en el que este proyecto es el primer paso con estudios sobre la síntesis de polipirroles nanoestructurados y su caracterización en función de la morfología, afinidad química e hidrofilicidad del material.

No existen muchos trabajos reportados sobre la preparación de nanoparticulas de polipirrol. Hay algunos trabajos de otros autores sobre la preparación de materiales nanoestructurados de polipirrol con ácido láctico sintetizados por emulsión que no se aplican a las características de la médula espinal por la cantidad de materiales potencialmente dañinos usados en su síntesis. Hay otro trabajo reportado sobre nanopartículas de polipirrol atrapadas en substratos preparados por plasmas atmosféricos que tampoco pueden ser utilizados como implantes en la médula espinal porque esos materiales nanoparticulados no pueden ser separados de sus substratos fácilmente.

Así, uno de los objetivos de este proyecto es obtener polvos nanoparticulados de polipirrol en suficiente cantidad para preparar soluciones o suspensiones de diversas concentraciones que puedan ser inyectados en la médula espinal después de lesiones severas.

Esta es la Etapa 1 del proyecto con estudios sobre la síntesis, estructura y propiedades de polipirroles nanoestructurados esféricos que se llevaron a cabo a través de espectroscopias de infrarrojo y microscopía electrónica de barrido. Las propiedades eléctricas se evalúan midiendo la resistencia eléctrica de los polímeros en función de la temperatura.

Beneficios:

Obtener biomateriales poliméricos nanopartículados  para estudiar las interacciones con soluciones iónicas con composición similar a la de los fluidos de la medula espinal.

Logros Obtenidos:

1 - Se sintetizaron polímeros con monómeros irradiados con gammas a diferentes dosis para producir partículas de dimensiones nanométricas con estructura de pirrol. Se sintetizaron nanopartículas esféricas de polipirrol con diámetro entre 70 y 380 nm. Hasta el momento se han probado síntesis de partículas similares dopadas con yodo, pero rechazaban el dopaje debido posiblemente al entrecruzamiento del que resulta la estructura esférica. El dopaje con yodo usualmente incrementa la biocompatibilidad en otros polímeros derivados de pirrol.

2 – Se liofilizaron algunas partículas de polipirrol con agua y solventes para separar los aglomerados que se forman durante la síntesis y dispersar las partículas. Los resultados indican que las partículas se disuelven parcialmente en etanol y acetona, lo que modifica substancialmente la morfología. Se estudió la conductividad eléctrica de los polímeros particulados.

Aplicaciones:

Estudio de lesiones por contusión de médula espinal en ratas de laboratorio y su aplicación futura en lesiones similares en humanos.

Vinculación:

Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Hospital de Especialidades Siglo XXI del Instituto Mexicano del Seguro Social

Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, Proyecto Camina A.C.