El alginato y la metilcelulosa son polímeros naturales que ofrecen biocompatibilidad y sensibilidad ambiental. Este sistema de gel mezclado se investigó reológicamente para comprender su rendimiento como polímeros para la piel.
El factor de crecimiento epidérmico (EGF)
El factor de crecimiento epidérmico (EGF) es uno de los factores de crecimiento polipeptídicos conocidos más tempranos y el creador de la familia de proteínas similares a EGF. Esta clase de péptidos tiene características estructurales y funcionales muy similares y promueve la actividad mitógena. Por lo general, utiliza los mismos receptores para activar la respuesta. El EGF afecta directamente la biosíntesis de colágeno, elastina y matriz extracelular. Esto lo convierte en un candidato principal para la regeneración y el rejuvenecimiento de la piel.
La integridad de los factores de crecimiento se ve fácilmente comprometida, especialmente en condiciones de almacenamiento prolongadas, por fluctuaciones en el pH, la temperatura o complejas interacciones electrostáticas e hidrofóbicas. La implementación de sistemas de administración para la formulación de EGF tiene el potencial de reducir la inestabilidad del péptido; mediante la inmovilización que limita la difusión y el revestimiento protector
Las características de la biomatriz polimérica, como el contenido de agua o la densidad de reticulación, se pueden adaptar para optimizar los mecanismos de liberación y retención de EGF controlados por difusión. La reticulación fisicoquímica de los polímeros también los deja especialmente sensibles a los cambios ambientales.
En un estudio, se intentó sintonizar un vehículo de suministro de hidrogel con capacidad de respuesta térmica para la formulación de EGF. El objetivo del sistema de gel es inmovilizar eficazmente EGF en condiciones de almacenamiento y distribuir uniformemente EGF a través de la degradación del gel inducida por cizallamiento y térmica tras la aplicación tópica.
Hidrogeles compatibles con la piel
Los hidrogeles brindan una excelente flexibilidad e hidratación para la compatibilidad de la piel, mientras que los materiales de administración inspirados en la matriz extracelular utilizan la afinidad del factor de crecimiento natural y las técnicas de unión para imitar la liberación dérmica. Por esta razón, el alginato es uno de los componentes de la red polimérica. Además, el alginato ha mostrado previamente un aumento en la eficiencia de encapsulación de EGF, así como propiedades regenerativas inherentes.
Los alginatos se transforman para adaptarse a las funciones de las células y los órganos de la piel, lo que finalmente conduce a la curación de la zona afectada del cuerpo. Las propiedades de los geles de alginato se pueden ajustar con el peso molecular, la concentración, la disponibilidad de cationes y las interacciones de los constituyentes.
La metilcelulosa es el otro componente seleccionado para la red de polímeros interpenetrados debido a su comportamiento de respuesta térmica. Es un polímero heterogéneo natural que forma geles reversibles al calentarse. Los grupos hidrófobos altamente sustituidos dentro de la metilcelulosa forman complejos atractivos a temperaturas elevadas, lo que provoca la gelificación.
La mezcla de alginato con metilcelulosa crea un sistema de gel complejo en el que la interacción hidrófoba, la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos carboxilo e hidroxi y la reticulación iónica son sincrónicas. Las suaves condiciones de gelificación de ambos polímeros, junto con su naturaleza inmunogénica, los convierten en candidatos ideales para la conservación de componentes activos sensibles.
Viscosidad dinámica y Termorrespuesta
El comportamiento de deformación y flujo del sistema de gel fluido es importante para caracterizar los mecanismos de almacenamiento y liberación del producto cargado con EGF cuando se aplican factores de estrés de temperatura y cizallamiento. Las soluciones de péptidos a menudo se almacenan a temperaturas frías para prolongar la vida útil del producto. A medida que el producto se aplica tópicamente, la temperatura aumenta para adaptarse al cuerpo y se imponen tensiones de cizallamiento elevadas. Eso da como resultado una ruptura estructural y un comportamiento pseudoplástico.
La combinación de los sistemas de alginato de sodio-metilcelulosa da como resultado una combinación sinérgica que tiene una viscosidad más alta que cualquier componente individual; mientras se conserva el adelgazamiento por cizallamiento. Se espera que la alta viscosidad inmovilice el EGF mientras que la aplicación tópica comienza a descomponer la estructura del gel.
Se sabe que la composición afecta las transiciones térmicas iniciales y las temperaturas de gelificación de los sistemas de gel compuestos. Cuando se introdujo EGF en estos sistemas, se observaron nuevas características de gel. Se vió una disminución más fuerte de la viscosidad antes de que se alcanzara la temperatura crítica de gelificación. Esto puede atribuirse a la inestabilidad térmica del EGF y los consiguientes cambios estructurales que afectan a la red de polímeros para la piel.
La viscosidad de cizallamiento de la mezcla parecía depender más fuertemente del contenido de alginato. La naturaleza aniónica dependiente del pH del alginato constituye un buen sistema de administración de fármacos catiónicos a través de interacciones electrostáticas.
Usos de los polímeros para la piel
Se encontró que el alginato y la metilcelulosa forman un sistema de gel sinérgico que da como resultado una viscosidad y una capacidad de respuesta térmica superiores en comparación con los componentes individuales. El aumento de la concentración de metilcelulosa mejoró directamente la elasticidad del gel y las viscosidades más altas proporcionaron una mejor protección térmica del EGF. Un sistema de alginato-metilcelulosa presenta una capacidad de sintonización reológica prometedora, que puede proporcionar protección térmica EGF en un formato de administración tópica de polímeros para la piel.
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