Resumen

Los biopolímeros son en la actualidad un tema de gran importancia debido a las múltiples aplicaciones que pueden alcanzar, especialmente las de tipo biomédico. Específicamente la quitina y su principal derivado el quitosano, presentan como ventaja adicional una considerable abundancia en la naturaleza, lo cual los ha hecho mucho más atractivos a nivel investigativo. En este trabajo se realizó la extracción de quitosano a partir del hongo Aspergillus Níger, una fuente alternativa de quitina y quitosano que se encuentra ampliamente disponible en la región, como subproducto industrial de la producción de ácido cítrico. Mediante la optimización del proceso de extracción de quitosano se logró alcanzar rendimientos cercanos al 7%, valor superior a los ya reportados en la literatura, con un proceso químico más sencillo, haciéndolo más atractivo para el sector industrial. Una vez obtenido el quitosano se realizó una completa caracterización espectroscópica y se determinaron sus principales propiedades como el grado de desacetilación y el peso molecular, que son fundamentales para definir las aplicaciones en las que se puede utilizar el material extraído. El quitosano obtenido presentó un grado de desacetilación del 77.3% mediante potenciometría y 74.5% mediante análisis elemental; el peso molecular viscoso fue de 1.49x105 g/mol clasificándose como un quitosano de bajo peso molecular. Posteriormente las cadenas de quitosano obtenido se entrecruzaron con dialdehídos (glutaraldehído y glioxal) y con ácidos dicarboxílicos (ácido succínico y ácido glutárico), para obtener estructuras tridimensionales conocidas como hidrogeles. Estos materiales son de gran interés ya que son estudiados en la dosificación controlada de principios activos, para mantener constante su concentración durante un tiempo prolongado. Los hidrogeles de quitosano se caracterizaron mediante espectroscopía infrarroja y presentaron una estabilidad térmica por encima de los 250 °C. Mediante micrografías electrónicas de barrido se pudo observar que estos materiales presentan poros irregulares, polidispersos e interconectados. Los estudios cinéticos de hinchamiento mostraron que los hidrogeles sintetizados siguen una cinética de hinchamiento de segundo orden. Se observó además que el hinchamiento varía dependiendo del pH; cuando el pH del medio fue ácido, se alcanzó un mayor porcentaje de hinchamiento con respecto al estudio en medio neutro o alcalino. Por otra parte se realizó la liberación de Betahistina desde los hidrogeles hinchados, la cual evidenció un mecanismo de difusión Fickiano, es decir, controlado únicamente por fenómenos de difusión. Los hidrogeles de quitosano fueron sometidos a degradación hidrolítica bajo condiciones fisiológicas simuladas (pH 7.4 y 37 °C), el estudio mostró una pérdida de peso alrededor del 37% en un periodo de 31 días. Finalmente, se realizó un estudio piloto de biocompatibilidad in vivo para los hidrogeles obtenidos, utilizando conejos de raza New Zealand como modelo animal.