Obtención de microcápsulas de Recombinámeros tipo elastina (ELRs) mediante técnicas de microfluídica

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado se centra en la obtención de microcápsulas que sean estables en el tiempo, a partir del uso de procesos en el campo de la microfluídica con el objetivo de encontrar ELRs estables que sirvan para el campo de la medicina, mediante el transporte y liberación controlada de fármacos en zonas determinadas. Como materia prima se utiliza polímeros modificados que han sido obtenidos aplicando reacciones químicas y procesos químicos (purificación, liofilización). Para obtener las microcápsulas se emplea microchips hidrofóbicos, disoluciones poliméricas, soluciones oleosas, equipos de laboratorios, material bibliográfico. Se utilizan dos fases, una acuosa que contiene los polímeros disueltos y una fase oleosa que contiene una solución de aceites, cuya función es transportar el polímero hasta el canal de salida del microchip, gracias a su carácter hidrofóbico. Como polímeros disueltos se utiliza polímeros de azida similares a la elastina y polímeros de ciclooctino similares a la elastina. Debido a su elevada reactividad entre ellas, puede darse en dichos polímeros la reacción química tipo `click`. Gracias al empleo de estos polímeros, esta reacción química click no requiere de catalizadores. La reacción que tiene lugar es la de ciclo adición 1,3-dipolar de Hüisgen. Además, se trabaja con distintas concentraciones, velocidades de flujo y se caracteriza las microesferas obtenidas que cumplen con los requisitos objetivo. Se determina mediante la experimentación que la mejor concentración para obtener los resultados que cumplan los requerimientos establecidos, es el 100 mg/ml ya que presenta propiedades estables frente al tiempo y frente a la temperatura, se determina que conforme la temperatura varia, las partículas esféricas presentan una variación en su tamaño. También se determina el porcentaje de agua que pierde o es capaz de absorber las microcápsulas ante cambios en la temperatura.

This Final Degree Project focuses on obtaining microcapsules that are stable over time, from the use of processes in the field of microfluidics with the aim of finding stable ELRs that are useful for the field of medicine, through the transport and controlled release of drugs in specific areas. The raw material used is modified polymers that have been obtained by applying chemical reactions and chemical processes (purification, lyophilization). To obtain the microcapsules, hydrophobic microchips, polymeric solutions, oily solutions, laboratory equipment and bibliographic material are used. Two phases are used, an aqueous phase containing the dissolved polymers and an oily phase containing an oil solution, whose function is to transport the polymer to the exit channel of the microchip, thanks to its hydrophobic character. Elastin-like azide polymers and elastin-like cyclooctin polymers are used as dissolved polymers. Due to their high reactivity with each other, the chemical reaction `click` can occur in these polymers. Thanks to the use of these polymers, this chemical click reaction does not require catalysts. The reaction that takes place is the 1,3-dipolar Hüisgen cycloaddition reaction. Furthermore, we work with different concentrations, flow rates and characterize the obtained microspheres that meet the target requirements. It is determined through experimentation that the best concentration to obtain the results that meet the established requirements is 100 mg/ml since it presents stable properties against time and temperature, it is determined that as the temperature varies, the spherical particles present a variation in their size. It is also determined the percentage of water that the microcapsules lose or are capable of absorbing when the temperature changes.