Resumen:

El antienvejecimiento se ha convertido en un importante tema de investigación en el campo de las ciencias biológicas modernas. Es interesante considerar los hidrogeles para aplicaciones antienvejecimiento debido a su estructura única. En los últimos años, nuevos hidrogeles basados ​​en materiales sostenibles de origen marino se han aplicado ampliamente en el campo de la biomedicina debido a su buena biocompatibilidad, baja toxicidad y alta biodegradabilidad. También pueden ayudar al cuerpo a combatir la oxidación y regular la expresión de genes relacionados con la senescencia. Aunque se han desarrollado y estudiado muchos hidrogeles a base de quitosano (CS) para combatir el envejecimiento, pocos hidrogeles están aprobados para aplicaciones clínicas. Aquí, nuestro objetivo es desarrollar un nuevo tipo de hidrogel multifuncional a base de quitosano reforzado con nanopartículas de polisacáridos termosensibles con factores bioactivos antienvejecimiento, que tiene excelentes propiedades mecánicas, tasa de degradación adecuada, buena absorción de la piel y alta eficacia antienvejecimiento.

El CS sostenible obtenido de las conchas de los camarones se utilizó para desarrollar el prometedor polímero termosensible, el hidroxibutilquitosano (HBC). HBC se sintetizó por conjugación de grupos hidroxibutilo a los sitios reactivos hidroxilo y amino de CS. El hidrogel HBC tiene una temperatura de solución crítica (LCST) más baja y experimenta una transición sol-gel a temperatura corporal. Estas propiedades pueden regularse fácilmente mediante cambios en la concentración de HBC. Con el aumento de la concentración de HBC, el hidrogel exhibió una temperatura de gelificación más baja, un tiempo de gelificación más corto, una densidad de reticulación más alta y una resistencia mecánica más alta. La evaluación de la morfología mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) indicó que los hidrogeles HBC exhibieron redes porosas conectadas, que tenían superficies lisas. Las pruebas biológicas in vitro mostraron que los hidrogeles de HBC de alta concentración no son citotóxicos para las células L929. Por lo tanto, los hidrogeles de HBC tienen aplicaciones potenciales en campos biomédicos.

Las nanopartículas de polisacáridos de origen marino (PNP) se pueden utilizar como relleno reforzador a base de biomasa, portador de fármacos y agente antienvejecimiento.
Las nanopartículas de quitosano (CSNP) se sintetizaron mediante el método de gelificación iónica. Los CSNP exhibieron un diámetro medio de 213,2 nm en una distribución de tamaño estrecho (PDI = 0,224) según el análisis de dispersión de luz dinámica (DLS). El potencial zeta medio fue de aproximadamente +23,8 mV. Las imágenes SEM indicaron que los CSNP preparados tenían una forma sólida similar a una varilla y una superficie lisa.

Se prepararon otros hidrogeles basados ​​en CS mediante el uso de reticuladores 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) y genipina. En comparación con la genipina, GPTMS es un mejor agente de reticulación con una mayor viabilidad celular y una mejor unión celular observada utilizando fibroblastos L929.
La buena biocompatibilidad de los hidrogeles de quitosano reticulados con GPTMS sienta las bases para su uso en la aplicación de biomateriales.

En el primer año, hemos sintetizado con éxito nanopartículas y sustratos de hidrogel termosensibles. Proporciona la base para el desarrollo de nuevos hidrogeles antienvejecimiento. La biodegradabilidad, la biocompatibilidad, el efecto antiinflamatorio, la absorción cutánea y los mecanismos antienvejecimiento del hidrogel se investigarán en profundidad en trabajos futuros. Finalmente, buscaremos las posibles aplicaciones clínicas de estos nuevos hidrogeles.