Incorporation of organic acids in the crosslinking of polyvinyl alcohol hydrogels

Incorporación de ácidos orgánicos en la reticulación de hidrogeles de alcohol polivinílico

Este trabajo estudió la incorporación de ácidos orgánicos como agentes reticulantes y el tiempo de reacción sobre las propiedades de los hidrogeles de poli(alcohol vinílico) (PVOH) para actuar como sistemas de andamiaje para compuestos incorporados en sistemas agrícolas. Se prepararon hidrogeles de PVOH reticulados con ácidos cítrico y L-málico, y se investigaron los efectos del tiempo de tratamiento térmico y la temperatura sobre su hinchamiento y rendimiento higroscópico mediante FTIR, análisis térmico e hinchamiento. Tanto la hinchazón como la tasa de absorción de agua de los hidrogeles disminuyeron al aumentar el tiempo de tratamiento térmico. Si bien la hinchazón disminuyó con el tiempo de tratamiento térmico, la reticulación química mostrada en FTIR aumentó. Los resultados de DSC indicaron agua adsorbida en el PVOH no reticulado y los hidrogeles, y el agua absorbida cambió el punto de fusión y la temperatura de transición vítrea. El análisis TGA mostró que la incorporación de ácidos orgánicos aportaba estabilidad térmica. Los resultados obtenidos muestran hidrogeles reticulantes efectivos por ácidos L-málico y posibilidades de uso en sistemas scaffold y de liberación controlada.

1. INTRODUCCIÓN

El poli(alcohol vinílico) (PVOH) es un polímero sintético semicristalino obtenido por hidrólisis del acetato de polivinilo. Sus propiedades físicas finales vienen definidas por su grado de hidrólisis, que modifica su masa molecular y diferencia los grados comerciales. El PVOH presenta muchas características importantes, ya que es biodegradable, biocompatible, no tóxico, soluble en agua, termoestable y tiene buena resistencia química y adhesiva[1-7]. Sin embargo, la presencia de hidroxilos en el PVOH lo hace soluble, lo que limita su aplicabilidad[2,3,8].

El control fisicoquímico del PVOH se realiza posiblemente mediante reticulación utilizando diversos agentes reticulantes convencionales como glutaraldehído, ácido bórico, metacrilato de glicidilo, genipina, celulosa microcristalina, reticulación térmica y fotoinducida. En muchos de estos casos, se suelen utilizar disolventes tóxicos, que son motivo de preocupación para aplicaciones específicas de hidrogeles[2,5,7-10]. En este contexto, los ácidos carboxílicos son agentes reticulantes para PVOH, y estos ácidos son fácilmente disponibles, inodoros, no tóxicos, biodegradables, y también buenos agentes reticulantes químicos[2,5,9,11,12]. La modificación química de los grupos hidroxilo del PVOH mediante agentes reticulantes es sencilla, rentable y fácil de controlar, por lo que abre nuevos campos de aplicación en nuevos materiales[2,7,8,13-15]. Esta flexibilidad de la cadena molecular, biocompatibilidad e hidrofilicidad se debe a su gran número de grupos hidroxilo y se utiliza para formar hidrogeles con enlaces covalentes[6].