Materiales electroactivos poliméricos e híbridos como sustrato de crecimiento neuronal

Resum

Els polímers conductors han destacat en els últims anys per ser materials electroactius amb aplicacions en una gran varietat de camps. Entre ells estan el dels dispositius electrònics orgànics, les bateries, els sensors i actuadors i els condensadors. Dos d’ells, el polipirrol i el Poli(3,4-etilendioxitiofè) (PEDOT), destaquen per la seva biocompatibilitat i les seves propietats prometedores com a biomaterials, en especial com a bioelectrodes. El seu baix potencial de superficie (no requereixen l’aplicació de grans potencials per ésser modificats), la seva alta estabilitat ambiental, la seva flexibilitat física i la seva conductivitat mixta iónica-electrònica, fan d’ells candidats excel·lents per al camp de l’enginyeria de teixits, en especial com a substrats de creixement neuronal. L’electroactivitat és, no obstant, la característica crucial que podria fer d’ells materials importants per a la seva aplicació com a electrodes en dispositius protèsics neuronals i en electroestimulació funcional, on la conductivitat i la capacitat d’enmagatzematge de càrrega són essencials. La possibilitat de modular l’estat d’oxidació del material inicial mitjançant la intercalació d’ions presents al medi biològic, i per tant el seu potencial d’actuació podría ajudar a regular el seu efecte en l’adhesió, viabilitat i creixement neuronal. A més, el fet de poder intercalar anions durant la seva síntesi, els quals entraran a formar part de l’estructura del polímer permet obtener un tipus de material amb característiques diferents segons el contraió utilitzat. Així doncs, poden formar part del polímer biomolècules beneficioses per al funcionament neuronal, o bé altre tipus de compostos que puguin augmentar la capacitat de càrrega del material, l’adhesió, o millorar altres característiques del material. La possibilitat de formar híbrids de polímers conductors amb altres materials permet unir les propietats d’aquestos, i a més crear nous materials amb les noves propietats nascudes de la sinèrgia establerta. En aquest treball es van sintetitzar capes primes de PPy i PEDOT amb anions de diversos tamanys, entre ells molècules que garantitzaran l’intercanvi catiònic dels materials durant la modulació electroquímica com són els surfactants. Posteriorment es va assajar la síntesi de capes primes amb biomolècules per a identificar posibles millores en termes de cultius cel·lulars gràcies a la incorporació d’aquestes espècies. Finalment es va estudiar la interacció dels polímers amb diversos compostos d’iridi mitjançant la formació d’híbrids d’ambdós materials en forma de capa i pols. Tots els materials sintetitzats es van caracteritzar en profunditat estructuralment, mitjançant tècniques com ara el ATR i el XPS; microestructuralment amb tècniques com ara el AFM i l’angle de contacte; i elèctrica i electroquímicament amb voltametries cícliques, microbalança electroquímica de quars i espectroscopia d’impedància. També es va estudiar el comportament dels materials com a substrat de creixement neuronal mitjançant cultius de neurones corticals d’embrions de ratolí, el que es va intentar relacionar amb les característiques físico-químiques trobades.

Data del Ajut	23 de jul. 2012
Idioma original	Espanyol
Supervisor	Nieves Casañ Pastor (Director/a) & Jose Antonio Ayllon Esteve (Director/a)