Evaluación de matrices poliméricas estructuradas a base de quitosano/metformina para la regeneración de tejidos

Abstract

El impacto de las heridas crónicas en los diabéticos se considera un problema de salud mundial porque esta condición retrasa el proceso de curación. En este sentido, la fabricación y aplicación de apósitos para heridas durante el proceso de cicatrización es esencial para una recuperación satisfactoria, ya que proporciona un microambiente adecuado para evitar las infecciones de la herida. En este trabajo, se diseñaron esponjas de quitosano para que fueran adecuadas como apósitos para heridas, los materiales se cargaron con metformina, así como con fucoidan y con exopolisacárido Porphyridium Purpureum (P. purpurerum) aprovechando sus propiedades antibacterianas. El FTIR verificó la composición química y el mecanismo de formación de las esponjas de quitosano. Además, se comprobó que los agentes curativos sólo eran absorbidos por la matriz, lo que fue corroborado por TGA. Además, la porosidad, las propiedades de barrera y la degradación in vitro se determinaron por gravimetría, resultando una buena porosidad y materiales estables. Finalmente, la liberación de metformina siguió una cinética de primer orden. Las pruebas biológicas confirmaron que los materiales no son citotóxicos, ni hemolíticos y tienen una buena actividad antibacteriana contra S. aureus. La cicatrización de heridas in vivo demostró que las esponjas de quitosano cargadas con metformina regeneraron el tejido cutáneo tras 21 días de tratamiento, destacando igualmente la tasa de cicatrización proporcionada cuando se añadió el exopolisacárido para promover la regeneración del tejido, lo que también se corroboró con el análisis histológico. Estos resultados hacen que los compuestos de esponja de quitosano sean apósitos prometedores para ser utilizados en el tratamiento de heridas en pies diabéticos.

The impact of chronic wounds on diabetics is considered a world health problem because this condition retards the healing process. In this sense, fabricating and applying wound dressings during the healing process is essential for a successful recovery because it provides an appropriate microenvironment to avoid wound infections. In this work, chitosan sponges were designed to be suitable as wound dressings, the materials were loaded with metformin as well as fucoidan and the exopolysaccharide Porphyridium. Purpureum (P. purpurerum) taking advantage of its antibacterial properties. FTIR verified the chemical composition and mechanism of chitosan sponges' formation. Moreover, the healing agents were found to be only absorbed into the matrix, which was corroborated by TGA. Additionally, the porosity, barrier properties, and in vitro degradation were determined by gravimetry, resulting in good porosity and stable materials. Finally, the release of metformin followed a first-order kinetic. Biological tests confirmed that the materials are not cytotoxic, non-hemolytic, and have good antibacterial activity against S. aureus. The in vivo wound healing showed that the chitosan sponges loaded with metformin regenerated the skin tissue after 21 days of treatment, highlighting the healing rate provided when exopolysaccharide was added to promote tissue regeneration was also corroborated with the histological analysis. These outcomes make the chitosan sponge composites promising dressings to be used in treating wounds in diabetic feet.