Desarrollan hidrogeles súper absorbentes para aplicación en agricultura y farmacia

Actualmente dos trabajos académicos con miras a su posible aplicación en la industria se suman a la variedad de pruebas que desde hace diez años realiza Marcos Sabino, profesor del Departamento de Química de la USB, con hidrogeles, biomaterial al que agregándole otros compuestos químicos pudieran ser utilizados en agricultura y medicina

Soraya Villarreal / Departamento de Información y Medios USB.-

La particularidad y las características de la estructura de un hidrogel es la base de las investigaciones que realizan los estudiantes de pregrado y postgrado en química, dirigidos por el profesor Marcos Sabino del Departamento de Química, quien además dirige el Grupo de investigación B5IDA.

Definido como una red tridimensional de cadenas flexibles y que son afines al agua, el gel está constituido por compuestos conectados químicamente de manera reticulada y que es capaz de hincharse por un líquido, y los hidrogeles (gel que contiene agua) son polímeros solubles en este solvente (por lo que son hidrófilos), blandos, elásticos y que en presencia de agua son capaces de hincharse aumentando considerablemente su tamaño, pero manteniendo su forma.

Sobre la base de estas características, en el Laboratorio de Biomateriales y Bioingeniería están en desarrollo dos investigaciones que buscan explotar el potencial de los hidrogeles y aplicarlo de manera práctica y con resultados inmediatos.

Síntesis de hidrogeles interpenetrados en base a un polímero acrílico, un polímero tipo diol  y un polisacárido para encapsulamiento de fármacos para quemaduras, es el tema de la tesis que adelanta Jessica Rojas, estudiante de Licenciatura en Química, quien busca usar los hidrogeles e incorporarles el polisacárido y un antibiótico de amplio espectro (medicamento apto para quemaduras) y otros fármacos, sometidos a investigación, en el diseño de parches que podrían usarse para ayudar a sanar heridas por quemaduras, aprovechando las propiedades del fármaco y la humedad del hidrogel para refrescar y aliviar la zona afectada. “El parche tendría la doble función de evitar la infección, con el uso del polisacárido, e impedir que se adhiera a la piel con las propiedades del hidrogel”, explica Rojas.

Sabino expone que el tamaño del hidrogel se determina controlando el tiempo expuesto en el agua, para que tenga equilibrio físico-químico, y que la preparación del hidrogel con la fase del polímero tipo diol ha mostrado alcanzar un porcentaje de hinchamiento de hasta 12.000%, característica aprovechable para el diseño del tamaño del parche.

Por otra parte, está el trabajo Síntesis de geles interpenetrados biodegradables en base a un polímero acrílico y un biopolimero extraído de tubérculos para su uso en la absorción de biomoléculas, de Oscar Escobar, licenciado en Química de la UCV y estudiante de la Maestría en Química de esta Universidad, quien explica que busca sintetizar geles para la absorción de biomoléculas bajo el concepto de química verde, y que también se podrían usar en la sorción de fármacos naturales.

Este trabajo evalúa la absorción de sustancias provenientes de organismos vivientes (como la urea, un metabolito producto final de humanos y animales componente de la orina), o diversos tipos de fertilizantes usados en la agricultura.

La función de los hidrogeles podría ser la de absorber estas sustancias del suelo en tiempo de lluvia, y liberar las biomoléculas y el resto de sustancias en tiempo de sequía, para que el suelo las aproveche de manera eficiente. “La idea es que los hidrogeles mantengan la estabilidad dimensional (forma) sin que se disgreguen para que puedan liberar el líquido y que sean reutilizables, además de que presenten biodegradabilidad dada la presencia del biopolimero en su composición.

Ambos estudios, explica Marcos Sabino, usan los hidrogeles cuyas características aprovechables son su compatibilidad con el ambiente, los compuestos químicos que contienen y a los que se les puede incorporar biopolímeros o fármacos en su estructura, así como el control de su tamaño de acuerdo con el tiempo expuesto al agua, logrando de ese modo su equilibrio termodinámico, comportamiento particular de acuerdo con la formulación que se desarrolle.

Más productos comerciales

Marcos Sabino tiene más de una década haciendo pruebas con los hidrogeles, tema que también se desarrollan en la Universidad de Los Andes y la Universidad de Oriente, y explica que las propiedades de estas estructuras se pueden aprovechar en la fabricación de pañales y toallas sanitarias súper absorbentes. “La diferencia entre los hidrogeles que trabajamos en la USB y los de uso comercial es el biopolímero, con el que se mantiene la capacidad dimensional y de degradación, esto significa que los componentes lo hacen súper absorbentes manteniendo su forma y sus condiciones, además, son reutilizables y biocompatibles, una verdadera revolución en la industria de estos productos”.

Fotos: Javier Zamora