Diseño de un biomaterial tipo hidrogel basado en un biopolímero funcionalizado para su potencial aplicación en el desarrollo de biotintas con astrocitos | Design of a hydrogel-type biomaterial based on a functionalized biopolymer for its potential application in the development of biotin with astrocytes

El objetivo general de este trabajo fue diseñar un biomaterial tipo hidrogel basado en un biopolímero funcionalizado para su potencial aplicación en biotintas con astrocitos. El documento presenta el diseño conceptual, detallado y la evaluación de un biomaterial tipo hidrogel con características conductivas basado en la funcionalización del quitosano con el polipirrol. El biomaterial tipo hidrogel con características conductivas basado en un biopolímero funcionalizado se diseñó utilizando la lógica del diseño conceptual a partir de una revisión bibliográfica. Las muestras se obtuvieron a partir de un diseño detallado basado en un diseño experimental factorial de tres factores y tres niveles y se evaluó a partir de espectroscopía infrarroja, microscopía electrónica de barrido, porcentaje de hinchamiento y medición de la conductividad eléctrica. El hidrogel con mejores características se seleccionó a partir de un análisis de superficie de respuesta. Finalmente se realizó una simulación biológica a partir de una herramienta computacional verificando que la interacción astrocito-hidrogel favorezca la viabilidad celular. El producto entregado garantiza la repetibilidad del proceso de obtención del hidrogel con una relación directa entre la topografía y la conductividad eléctrica para su uso en biotintas con astrocitos.

Bioingeniero

Pregrado

The general objective of this work was to design a hydrogel-type biomaterial based on a functionalized biopolymer for its potential application in biotinks with astrocytes. The document presents the conceptual, detailed design and evaluation of a hydrogel-type biomaterial with conductive characteristics based on the functionalization of chitosan with polypyrrole. The hydrogel-type biomaterial with conductive characteristics based on a functionalized biopolymer was designed using the logic of conceptual design from a literature review. The samples were obtained from a detailed design based on a three-factor and three-level factorial experimental design and were evaluated from infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, percent swelling and measurement of electrical conductivity. The hydrogel with the best characteristics was selected from a response surface analysis. Finally, a biological simulation was carried out using a computational tool, verifying that the astrocyte-hydrogel interaction favors cell viability. The delivered product guarantees the repeatability of the hydrogel production process with a direct relationship between topography and electrical conductivity for use in biotin inks with astrocytes.