M.C. Jorge Carlos Ríos Hurtado

Resumen

En la actualidad, la demanda de productos de interés biomédico ha incrementado la investigación Y  desarrollo de los mismos. Con la finalidad de mejorar la calidad de vida del ser humano, los materiales desarrollados se han vuelto cada vez más específicos y las regulaciones para su usa más rigurosas.

En  este  trabajo  de  investigación doctoral, se  presenta el  desarrollo de biomateriales que pueden  ser utilizados en diversas aplicaciones médicas. Se sintetizaron 5  ferritas  distintas  mediante coprecipitación química: magnetita (Fe₃O₄), ferrita de cobalto (CoFe₂O₄) y ferrita de manganeso-zinc en diferentes proporciones  estequiométricas,  donde  las  ferritas  Fe₃O₄   y  Mn_0.4Zn_0.6Fe₂O₄ presentaron las propiedades adecuadas para su usa en técnicas de hipertermia  magnética en  el tratamiento  de  cáncer. Posteriormente, estas ferritas fueron ancladas mediante síntesis mecanoquímica a una matriz de carbón activado, tratado previamente con HNO₃ con la finalidad de aumentar los grupos oxigenados en la superficie, los cuales funcionaron como un soporte químico para las ferritas, obteniendo composites magnéticos.

Los  resultados  indicaron  que  las  ferritas se  encontraban distribuidas en  la superficie de la matriz del carbón activado (MEB) y que los grupos oxigenados sirvieron  de  soporte  para  las  ferritas  (FT-IR, XPS, titulaciones Boehm).  Los compositos se  probaron  también como  agentes en la técnica de hipertermia magnética, logrando generar una temperatura de 43 °C, la cual es adecuada para  el daño de las células cancerosas. Debido a que el carbón activado es conocido como  uno  de  los  mejores  adsorbentes,  se  probaron los  compositos como  materiales  , para  la  desintoxicación  gástrica de paracetamol, indicando una capacidad  de  adsorción  alta, a temperatura y pH estomacal (37 °C y pH 3).

Finalmente, los  materiales  fueron  analizados  en  pruebas  de  hemolisis con eritrocitos de sangre humana, donde u de acuerdo a la norma ASTM-756F, los compositos presentaron hemólisis menores al 5% y se demostró que la matriz de carbón activado permitía la dilución de la ferrita de Mn-Zn y la disminución en los porcentajes de hemólisis. Los materiales obtenidos  mediante  técnicas  sencillas, pueden ser utilizados en diversas aplicaciones biomédicas.

Abstract

Due to  the  demand   for  products  of  biomedical  interest,  the research  and development of these products has increased. In order to improve the life quality of human beings, biomaterials have become increasingly specific and there are more severe regulations for their use.

In this doctoral research, development of biomaterials that can be used in various medical applications is presented, 5 different ferrites were synthesized by chemical coprecipitation: magnetite (Fe₃O₄), cobalt ferrite (CoFe₂O₄) and manganese-zinc ferrite  at   different   stoichiometric   ratios,  where   Fe₃O₄   and  Mn_0.4Zn_0.6Fe₂O₄ presented the suitable properties for use in magnetic hyperthermia techniques for cancer treatment. Subsequently,  the ferrites were anchored by mechanochemical synthesis into  a  matrix  of  activated  carbon pretreated with HN03,  in  order to increase the oxygenated  groups on the surface, which functioned as a chemical support for the ferrites, obtaining magnetic composites.

The results indicated that the ferrites were distributed on the surface of the matrix (MEB) and that the oxygenated groups functioned as support for the ferrites (FT­ IR, XPS,  Boehm  titrations).  The  composites  were  also  tested  as  agents  in magnetic hyperthermia technique, in which this materials were able to generate a temperature of 43 °C, which is suitable for the damage of cancer cells. Because the activated carbon is known as one of the best adsorbents, the composites were tested  as  materials  for  paracetamol’s   gastric  detoxification,  indicating a  high  adsorption capacity, at temperature and pH of the stomach (37 °C and pH 3 .

Finally, the materials were analyzed for hemolysis tests with erythrocytes human blood, where and according  to ASTM-756F standard,  the composites showed less than 5%  of  hemolysis   and  demonstrated  that the matrix  of  activated carbon allowed dilution  of  manganese-zinc ferrite  and  the decrease  in  the hemolysis percentage.  The    results    concluded  that   the   materials   obtained   by   simple techniques can be used  in different biomedical applications.

“Síntesis de Compósitos Magnéticos Carbón Activado/Ferritas para Aplicaciones  Biomédicas”