Recubrimiento biopolimérico para dispositivos de estimulación cardiaca

Abstract

En este proyecto fin de master se recoge el trabajo realizado en la empresa i+Med. El objetivo ha sido crear un recubrimiento polimérico biocompatible para los dispositivos de estimulación cardíaca, en concreto para el generador de un marcapasos. En primer lugar se ha realizado una investigación de la situación actual en cuanto a los diferentes dispositivos de estimulación cardiaca, material, técnicas de recubrimiento y caracterización. Esta búsqueda bibliográfica ha permitido establecer las condiciones para la realización de diversas pruebas, con diferentes precursores, para conseguir la mejor monocapa de anclaje posible. A continuación se ha investigado la inmovilización de un hidrogel de ácido hialurónico sobre el sustrato mediante diferentes técnicas de unión. En los ensayos se han estudiado varios procedimientos de activación química de la superficie del sustrato de titanio grado 5. Así mismo se ha investigado el anclaje del ácido hialurónico a la superficie de titanio mediante el empleo de monocapas basadas en silanos. Los mejores resultados se han obtenido con el precursor de monocapas N-[3-(trimetoxisilil)propil]-etilendiamina y con los agentes de acoplamiento 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida hidrocloruro (EDC·HCl) y el N-hidroxisuccinimida (Sulfo-NHS). Los procedimientos definitivos se han establecido analizando los resultados obtenidos en la caracterización de las muestras realizadas mediante microscopía electrónica, ángulo de contacto y por FT-IR. Todo este proceso de investigación, ha hecho posible conseguir un óptimo resultado, planteando diferentes soluciones y mejoras a los problemas detectados.

Master amaierako proiektu honetan, i+Med enpresan egindako lana jasotzen da. Honen helburu nagusia, estimulazio kardiako gailuentzat estaldura polimeriko biobateragarri bat garatzea izan da, taupada-markagailuaren sorgailurako estalkia hain zuzen ere. Lehenik eta behin, gaur egungo merkatua ikertu da, bai gailu mota, material, estaldura metodo zein karakterizazio metodo ezberdinei dagokionez. Bilaketa bibliografiko honek, saiakuntza ezberdinak bideratzeko aukera eman du, aitzindari ezberdinak erabiliz guztien artean ainguraketa monokaparik hoberena lortu ahal izateko. Ondoren, elkarketa teknika desberdinak ikertu dira, substratu gainean azido hialuronikoko hidrogel baten immobilizazioa lortzeko. Egindako saioetan, gradu 5eko titanio substratu gainazalaren aktibazio kimikoaren prozedura desberdinak aztertu dira. Aldi berean, silanotan oinarritutako monokapak erabiliz azido hialuronikoaren eta titanio gainazalaren ainguraketa ikertu da. Emaitzarik hoberenak N-[3-(trimetoxisilil)propil]-etilendiamina aitzindariak eman ditu, honekin batera 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida hidrocloruro (EDC·HCl) eta N-hidroxisuccinimida (Sulfo-NHS) akoplamendu eragileak erabili direlarik. Behin betiko prozedurak, mikroskopia elektronikoaren, ukipen angeluaren eta FT-IRaren bitartez egindako laginen karakterizazioan lortutako emaitzak aztertuz ezarri dira. Ikerketa prozedura honek, emaitza hoberenak lortzea posible egin du, topatutako arazoen aurrean irtenbide eta hobekuntza desberdinak proposatuz.

This master's thesis summarizes the work done at the company i+Med. The goal of the project was to create a biocompatible polymeric coating for cardiac stimulation devices, specifically for the generator of a pacemaker. First, a research of the state of the art has been carried out concerning cardiac stimulation devices, materials, coating and characterization techniques. This literature research allowed us to establish the experimental conditions with different precursors in order to achieve the best anchor monolayer. Next, the immobilization of a hydrogel of hyaluronic acid on the substrate was investigated through different binding techniques. Several methods for the chemical activation of the titanium grade 5 substrate surfaces were researched. In addition, the anchoring of hyaluronic acid to the titanium surface using silane-based self-assembled monolayers was studied as well. The best results were obtained with the monolayer precursor N-[3-(trimethoxysilyl) propyl]-ethylenediamine and with the coupling agents 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC·HCl) and N-hydroxysuccinimide (Sulfo-NHS). The definitive protocols were established after analyzing the results of the electron microscopy, contact angle and by FT-IR characterization of the samples. The whole research process enabled to achieve optimal results by proposing different solutions and improvements to the detected problems.