Polímeros de impresión molecular para la liberación de antibióticos en úlceras de biomodelos con diabetes inducida

Abstract

En este trabajo se realizaron materiales poliméricos basados en la técnica de impresión molecular denominados MIPs (polímeros de impresión molecular) como sistemas para la liberación localizada y controlada de amoxicilina, piperacilina y tazobactam, incorporados de manera individual o combinada. Los MIPs se sintetizaron mediante un método no covalente llamado coprecipitación, utilizando ácido láctico como monómero funcional. Los materiales se caracterizaron mediante espectroscopía ATR-FTIR, microscopía electrónica de barrido de emisión de campo, punto de carga cero, estudios de adsorción y ensayos de liberación in vitro a pH 5.4 y 7.4. La eficacia y seguridad de los materiales se evaluó frente a cepas de referencia ATCC y aislamientos clínicos de Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa, y en fibroblastos dérmicos humanos normales. Los MIPs presentaron eficiencias de adsorción superiores al 90 %, con un mejor ajuste al modelo de Langmuir y SIPs. Los perfiles de liberación fueron dependientes del pH y los tratamientos basados en MIPs alcanzaron concentraciones mínimas inhibitorias de 0.09 ± 0.08 μg mL⁻¹ frente a E. coli y de 0.83–1.56 μg mL⁻¹ frente a S. aureus. Además, el sistema MIP-PT produjo una reducción bacteriana completa en 180 min para S. aureus y en 90–120 min para P. aeruginosa. Los materiales mostraron una viabilidad celular superior al 70 %. Respaldando el potencial de los MIPs como vehiculos para la administración local y controlada de antibióticos.

In this study, polymeric materials based on the molecular imprinting technique, known as molecularly imprinted polymers (MIPs), were developed as systems for the localized and controlled delivery of amoxicillin, piperacillin, and tazobactam, incorporated either individually or in combination. The MIPs were synthesized using a noncovalent coprecipitation method, with lactic acid as the functional monomer. The materials were characterized by ATR-FTIR spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, point of zero charge determination, adsorption studies, and in vitro release assays at pH 5.4 and 7.4. Their efficacy and safety were evaluated against ATCC reference strains and clinical isolates of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa, as well as in normal human dermal fibroblasts. The MIPs exhibited adsorption efficiencies above 90%, with the Langmuir and Sips models providing the best fit. Drug release profiles were pH-dependent, and MIP-based treatments achieved minimum inhibitory concentrations of 0.09 ± 0.08 μg mL⁻¹ against E. coli and 0.83–1.56 μg mL⁻¹ against S. aureus. In addition, the MIP-PT system produced complete bacterial reduction within 180 min for S. aureus and within 90–120 min for P. aeruginosa. The materials obtained cell viability above 70%, supporting the potential of MIPs as carriers for the localized and controlled delivery of antibiotics.