polianhídrido

Los polianhídridos son una clase de polímeros biodegradables caracterizados por enlaces anhídrido que conectan las unidades repetitivas de la cadena principal del polímero . Su principal aplicación se encuentra en la industria farmacéutica y de dispositivos médicos. In vivo , los polianhídridos se degradan en monómeros diácidos no tóxicos que pueden ser metabolizados y eliminados del organismo. Debido a la inocuidad de sus productos de degradación, los polianhídridos se consideran biocompatibles.

Los enlaces anhídrido característicos de los polianhídridos son lábiles al agua (la cadena polimérica se rompe en el enlace anhídrido). Esto da como resultado dos grupos de ácido carboxílico que se metabolizan fácilmente y son biocompatibles . Los polímeros biodegradables , como los polianhídridos, son capaces de liberar fármacos atrapados o encapsulados físicamente mediante una cinética bien definida y constituyen un área de investigación médica en auge. Los polianhídridos se han investigado como un material importante para la liberación a corto plazo de fármacos o agentes bioactivos . La rápida degradación y las limitadas propiedades mecánicas de los polianhídridos los hacen ideales como dispositivos de liberación controlada de fármacos .

Un ejemplo, GliadelEs un dispositivo de uso clínico para el tratamiento del cáncer cerebral . Este producto está compuesto por una oblea de polianhídrido que contiene un agente quimioterapéutico. Tras la extirpación de un tumor cerebral canceroso , la oblea se inserta en el cerebro, liberando el agente quimioterapéutico a una velocidad controlada, proporcional a la velocidad de degradación del polímero . El tratamiento localizado con quimioterapia protege al sistema inmunitario de los altos niveles de radiación .

Otras aplicaciones de los polianhídridos incluyen el uso de polianhídridos insaturados en la sustitución ósea, así como los copolímeros de polianhídridos como vehículos para la administración de vacunas .

Existen tres clases principales de polianhídridos: alifáticos, insaturados y aromáticos. Estas clases se determinan examinando sus grupos R (la química de la molécula entre los enlaces anhídrido ).

Los polianhídridos alifáticos están compuestos por grupos R que contienen átomos de carbono unidos en cadenas lineales o ramificadas. Esta clase de polímeros se caracteriza por una estructura cristalina, un punto de fusión de entre 50 y 90  °C y solubilidad en hidrocarburos clorados. Se degradan y se eliminan del organismo pocas semanas después de su introducción en el medio corporal.

Los polianhídridos insaturados están formados por grupos R orgánicos con uno o más enlaces dobles (o grados de insaturación ). Esta clase de polímeros posee una estructura altamente cristalina y es insoluble en disolventes orgánicos comunes.

Los polianhídridos aromáticos constan de grupos R que contienen un anillo de benceno (aromático). Entre sus propiedades destacan una estructura cristalina, insolubilidad en disolventes orgánicos comunes y puntos de fusión superiores a 100  °C. Son muy hidrofóbicos y, por lo tanto, se degradan lentamente en el organismo. Esta baja tasa de degradación hace que los polianhídridos aromáticos sean menos adecuados para la administración de fármacos cuando se utilizan como homopolímeros, pero pueden copolimerizarse con la clase alifática para lograr la tasa de degradación deseada.

Los polianhídridos se sintetizan mediante condensación en estado fundido o polimerización en solución. Dependiendo del método de síntesis empleado, se pueden modificar diversas características de los polianhídridos para obtener el producto deseado. La caracterización de los polianhídridos determina la estructura, la composición, el peso molecular y las propiedades térmicas de la molécula. Estas propiedades se determinan mediante diversos métodos de dispersión de luz y exclusión por tamaño.

La erosión y degradación de un polímero describen cómo este pierde masa físicamente ( se degrada ). Los dos mecanismos de erosión más comunes son la erosión superficial y la erosión volumétrica . Los polianhídridos son polímeros de erosión superficial. Estos polímeros no permiten que el agua penetre en el material, sino que se erosionan capa por capa, como una piruleta. La estructura hidrofóbica con enlaces anhídrido hidrolíticamente lábiles permite controlar la degradación hidrolítica mediante la manipulación de la composición del polímero . Esta manipulación puede realizarse añadiendo un grupo hidrófilo al polianhídrido para formar un copolímero. Los copolímeros de polianhídrido con grupos hidrófilos presentan características de erosión volumétrica. Estos polímeros absorben agua como una esponja (a través del material) y se erosionan tanto en el interior como en la superficie del polímero.

La liberación de fármacos a partir de polímeros de erosión masiva es difícil de caracterizar debido a que su principal mecanismo de liberación es la difusión . A diferencia de los polímeros de erosión superficial, los polímeros de erosión masiva presentan una relación muy débil entre la velocidad de degradación del polímero y la velocidad de liberación del fármaco. Por lo tanto, el desarrollo de polianhídridos de erosión superficial incorporados a los polímeros de erosión masiva cobra mayor importancia.

La biocompatibilidad y la toxicidad de un material polimérico se evalúan examinando las respuestas tóxicas sistémicas , las respuestas tisulares locales , las respuestas carcinogénicas y mutagénicas , y las respuestas alérgicas a los productos de degradación del material. Se realizan estudios en animales para probar el efecto del polímero sobre cada una de estas respuestas negativas. No se ha encontrado que los polianhídridos y sus productos de degradación causen respuestas nocivas significativas y se consideran biocompatibles .

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