Efecto de la irradiación gamma en las propiedades mecánicas y térmicas de redes de DGEBA/aminas cicloalifáticas con potencial para aplicaciones médicas

Effect of Gamma Irradiation on Mechanical and Thermal Properties of DGEBA/Cycloaliphatic Amine Networks with Potential for Medical Applications

Se caracterizaron dos polímeros epoxídicos basados en éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA), curados con piperidina (Pip) y 4,4-diamino-3,3-dimetildiciclohexilmetano (3DCM), antes y después del tratamiento con irradiación γ. Los cambios en las propiedades mecánicas y térmicas se estudiaron mediante mediciones del módulo elástico, la temperatura de transición vítrea y la temperatura de degradación. Una dosis de 50 kGy de irradiación provocó variaciones sutiles en propiedades como la rigidez y la estabilidad, que son relevantes desde el punto de vista fundamental. Las variaciones no implican un impacto negativo cuando se considera la etapa de esterilización durante el uso de estos sistemas como biomaterial en el área médica.

INTRODUCCIÓN

Actualmente, existe una gran demanda de biomateriales que puedan mejorar la calidad de vida humana[1-3]. Los polímeros epoxi presentan propiedades optimizadas como dureza, tenacidad, resistencia química, baja contracción y excelente adhesión, todas ellas asociadas a la naturaleza estructural de los monómeros que forman la red tridimensional[4,5]. Estas características hacen que los materiales poliméricos epoxi sean útiles en diversas aplicaciones médicas debido a sus buenas propiedades biológicas y mecánicas[6-9]. 

Los estudios previos realizados con estos polímeros han demostrado su compatibilidad biológica a través de pruebas in vitro, las cuales revelaron una actividad trombogénica reducida con sangre humana y ninguna citotoxicidad con células de ovario de hámster chino[10]. En particular, los polímeros formulados con aminas cicloalifáticas han mostrado un mejor comportamiento biológico, es decir, menor trombogenicidad en comparación con las aminas alifáticas. Además, las aminas cicloalifáticas proporcionan un tiempo de manipulación más largo que las aminas alifáticas, lo cual es beneficioso para la preparación de formulaciones para la encapsulación de nanopartículas ferromagnéticas, que se utilizan en el procedimiento terapéutico de la magnetohipertermia para el tratamiento del cáncer[11]. Este mayor tiempo de manipulación también es deseable para el recubrimiento de acero inoxidable utilizado en aplicaciones cardiovasculares, como los stents vasculares y coronarios, que están siendo desarrollados actualmente por el grupo de investigación.

La esterilización de biomateriales mediante una dosis de irradiación de rayos gamma es una técnica comúnmente utilizada[12,13]. Esta técnica ofrece las ventajas de alta eficacia, efectos térmicos insignificantes y la ausencia de sustancias tóxicas. La dosis estándar para la esterilización de dispositivos médicos es de 25 kGy[14].