Evaluation of hydrolytic degradation of bionanocomposites through fourier transform infrared spectroscopy

Evaluación de la degradación hidrolítica de bionanocompuestos mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier

Los estudios sobre biodegradación in vitro de polímeros han crecido considerablemente debido a la amplia aplicación de polímeros biodegradables en áreas biomédicas. El objetivo de este estudio fue preparar películas bionanocompuestas de PHB, PEG y organoarcillas por intercalación en solución, y evaluar la morfología, estructura, degradación hidrolítica mediante FTIR y el cálculo del contenido de carbonilo. Los resultados mostraron que los bionanocompuestos presentaban una dispersión intermedia del relleno, las cadenas poliméricas se intercalaban en las capas de organoarcilla y se observaba cierto grado de exfoliación. 

Hubo una influencia del PEG y de la arcilla en la degradación del polímero, este hecho se observó debido a la disminución de la intensidad de la banda carbonílica del PHB en la región alrededor de 1275 cm-1, afectando a las regiones amorfa y cristalina del polímero. Esta reducción puede estar asociada al aumento de la hidrofilicidad del polímero causado por la presencia del PEG y de la arcilla, sugiriendo la posibilidad de aumentar la biodegradabilidad del polímero puro. En esta investigación futura, se harán caracterizaciones para saber si estos materiales pueden ser utilizados en dispositivos médicos.

INTRODUCCIÓN

La búsqueda de materiales obtenidos de fuentes renovables ha llevado al creciente interés en el uso de polímeros biodegradables, que pueden ser utilizados en varias áreas de la sociedad, como el área biomédica. Los polímeros biodegradables más conocidos e importantes son los poliésteres alifáticos, el ácido poliláctico (PLA), el ácido poliglicólico (PGA), el poli(caprolactona) (PCL) y el poli(hidroxibutirato) (PHB). Las principales razones para utilizar estos polímeros en áreas médicas son su biocompatibilidad.

Entre los polímeros biodegradables, se puede destacar el PHB, un polímero producido naturalmente por bacterias a partir de fuentes de energía renovable que puede ser biodegradado en la naturaleza. Sin embargo, el PHB presenta algunas desventajas, como una ventana de procesabilidad estrecha y propiedades mecánicas y de barrera pobres. Para mejorar las propiedades del PHB, se han realizado algunas modificaciones, como la formación de mezclas y compuestos. Los rellenos con dimensiones en el rango de nanómetros han sido ampliamente investigados, ya que las propiedades del polímero mejoran considerablemente con solo un bajo contenido del relleno. 

Las arcillas son minerales silicatos laminares, como la montmorillonita, que tienen una alta disponibilidad, versatilidad, bajo costo, efectos adversos mínimos en el medio ambiente y la salud humana.