SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE HIDROGELES POLIMÉRICOS FUNCIONALIZADOS CON MICROPARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Autores/as

  • Rosa Ormaza Hugo Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Riobamba, Ecuador
  • Yajaira Abigail Mayorga American Association of Physicists in Medicine, Alexandría, Estados Unidos
  • Juan Daniel Lagua Chango Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador
  • Erik Zurita Fiallos Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador
  • Valeria Flores Lema Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador
  • Julio Coello-Cabezas Ciencia Escrita - Consultora, Riobamba, Ecuador

DOI:

https://doi.org/10.47187/perf.v1i35.367

Palabras clave:

Hidrogel, Micropartículas, Funcionalización, Microemulsión inversa, Polimerización

Resumen

El objetivo de este estudio fue sintetizar micropartículas magnéticas mediante coprecipitación química e incorporarlas en hidrogeles poliméricos generados por microemulsión inversa. En la de síntesis de los hidrogeles, se evaluó la concentración de agarosa (0.04%, 0.05% y 0.06% de porcentaje en masa), la temperatura de fusión (50, 60 y 70 °C) y el tiempo de homogenización (7, 10 y 15 minutos). Las partículas e hidrogeles fueron caracterizados mediante espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido (MEB) y refractometría. Los resultados mostraron que la muestra más estable fue la generada con 0.05% de agarosa, a 60°C y 10 min de homogenización (tratamiento 5). Con la caracterización, se identificó la presencia de enlaces Fe-O-Fe, micropartículas con morfología cristalina y tamaños promedio de 15 µm. Se determinó una emulsión estable, con micropartículas distribuidas de forma homogénea. La refractometría mostró grados Brix de hasta 72.70 %, sugiriendo eficiencia en la retención de micropartículas. El análisis estadístico mostró que todos los factores y sus interacciones influyeron significativamente en la funcionalización del hidrogel. Estos resultados demuestran que los hidrogeles funcionalizados con micropartículas magnéticas poseen alta capacidad de carga y un potencial para uso a nivel biomédico.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Bayda S, Adeel M, Tuccinardi T, Cordani M, Rizzolio F. The history of nanoscience and nanotechnology: From chemical-physical applications to nanomedicine. Molecu-les. 2020;25. https://doi.org/10.3390/molecules25010112

Foladori G, Invernizzi N. Implicaciones sociales y ambientales del desarrollo de las nanotecnologías en América Latina y el Caribe. Zacatecas (MX): IPEN; 2012 [Inter-net]. https://ipen.org/sites/default/files/documents/ipen_nano_latin_amer-es.pdf

Nemirovsky A, Audebert F, Oliveira ON Jr, Constantino CJL, Barrientos L, Gonzá-lez G, et al. Nanoscience and nanotechnology in Latin America. In: Ekekwe N, editor. Nanotechnology and microelectronics: Global diffusion, economics and policy. IGI Global; 1AD. https://doi.org/10.4018/978-1-61692-006-7.CH021

El-Kady MM, Ansari I, Arora C, Rai N, Soni S, Verma DK, et al. Nanomaterials: A comprehensive review of applications, toxicity, impact, and fate to environment. J Mol Liq. 2023;370:121046. https://doi.org/10.1016/J.MOLLIQ.2022.121046

Jeyaraman M, Jeyaraman N, Ramasubramanian S, Balaji S, Iyengar KP, Jain VK, et al. Nanomaterials in point-of-care diagnostics: Bridging the gap between laboratory and clinical practice. Pathol Res Pract. 2024;263:155685. https://doi.org/10.1016/J.PRP.2024.155685

Mehta RV. Synthesis of magnetic nanoparticles and their dispersions with special reference to applications in biomedicine and biotechnology. Mater Sci Eng C. 2017;79:901–16. https://doi.org/10.1016/J.MSEC.2017.05.135

Yang F, Li J, Chen T, Ren W, Gao C, Lin J, et al. Applications of magnetic nanoparticles for boundaries in biomedicine. Fundam Res. 2025;5(4):1401–22. https://doi.org/10.1016/J.FMRE.2024.12.017

Puca Pacheco M, Guerrero Aquino M, Tacuri Calanchi E, López Campos R. Síntesis y caracterización de nanopartículas superparamagnéticas obtenidas por precipitación en microemulsión inversa para aplicaciones biomédicas. Rev Soc Quím Peru. 2013;79:99–106. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1810-634X2013000200002

Wichterle O, Lím D. Hydrophilic gels for biological use. Nature. 1960;185:117–8. https://doi.org/10.1038/185117a0

Katime Amashta I, Katime Trabanca D, Katime Trabanca O. Los materiales inteligentes de este milenio: los hidrogeles macromoleculares. 1a ed. 2004:335.

Madduma-Bandarage USK, Madihally SV. Synthetic hydrogels: Synthesis, novel trends, and applications. J Appl Polym Sci. 2021;138:50376. https://doi.org/10.1002/APP.50376

Koolivand M, Shokouhi M, Esfandyari M, Koolivand Salooki M, Sadeghi M. A review of fabrication methods for biodegradable pH-responsive nanocomposite microgels and their performance in enhanced oil recovery. S Afr J Chem Eng. 2024;50:340–52. https://doi.org/10.1016/J.SAJCE.2024.09.004

Espenti CS, Mettu MR, TV S, Boora S, Kummara MR, Krishna KR, et al. pH-responsive polymer hydrogel nanocomposites for sensor applications: A review. Sens Actuators A. 2025;393:116853. https://doi.org/10.1016/J.SNA.2025.116853

Ramirez A, Benítez JL, Rojas de Astudillo L, Rojas de Gáscue B. Materiales polí-meros tipo hidrogeles: revisión sobre su caracterización mediante FTIR, DSC, MEB y MET. Rev Latinoam Metal Mater. 2016;36:108–30. https://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S0255-69522016000200002&script=sci_abstract

Lohani A, Saxena R, Duarte JG, Khan S, Figueiras A, Mascarenhas-Melo F. Tailored polymeric hydrogels for regenerative medicine and drug delivery: From material design to clinical applications. Int J Pharm. 2025;681:125818. https://doi.org/10.1016/J.IJPHARM.2025.125818

Cortés J, Puig J, Morales J, Mendizábal E. Thermosensitive nanostructured hydrogels synthesized by inverse microemulsion polymerization. Rev Mex Ing Quím. 2011;10:513–20. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S1665-27382011000300016&script=sci_abstract&tlng=en

Long J, Zhou G, Yu X, Xu J, Hu L, Pranovich A, et al. Harnessing chemical functionality of xylan hemicellulose towards carbohydrate polymer-based pH/magnetic dual-responsive nanocomposite hydrogel for drug delivery. Carbohydr Polym. 2024;343:122461. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2024.122461

Viteri A, Espanol M, Ginebra MP, García-Torres J. Tailoring drug release from skin-like chitosan-agarose biopolymer hydrogels containing Fe3O4 nanoparticles using magnetic fields. Chem Eng J. 2025;517:164214. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2025.164214

Babeli I, Ruano G, Casanovas J, Ginebra MP, García-Torres J, Alemán C. Conductive, self-healable and reusable poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-based hydrogels for highly sensitive pressure arrays. J Mater Chem C. 2020;8:8654–67. https://doi.org/10.1039/D0TC01947J

Salager JL. Surfactantes: tipos y usos. Mérida (VE): Universidad de los Andes; 2002 [Internet]. https://es.firp-ula.org/wp-content/uploads/2019/06/S300A.pdf

Chang C, Zhang L. Cellulose-based hydrogels: Present status and application prospects. Carbohydr Polym. 2011;84:40–53. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.12.023

Dragan ES. Design and applications of interpenetrating polymer network hydrogels: A review. Chem Eng J. 2014;243:572–90. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.01.065

Cardona Iglesias J, Castro Rincón E, Suárez Paternina E. Los grados Brix como herramienta para determinar el potencial nutricional en forrajes. Cundinamarca (CO): AGROSAVIA; 2022. https://doi.org/10.21930/agrosavia.manual.7405798

Fathi M, Alami-Milani M, Geranmayeh MH, Barar J, Erfan-Niya H, Omidi Y. Dual thermo- and pH-sensitive injectable hydrogels of chitosan/(poly(N-isopropylacrylamide-co-itaconic acid)) for doxorubicin delivery in breast cancer. Int J Biol Macromol. 2019;128:957–64. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.01.122

El-Dib F, Mohamed D, El-Shamy O, Mishrif M. Study the adsorption properties of magnetite nanoparticles in the presence of different synthesized surfactants for heavy metal ions removal. Egypt J Pet. 2020;29:1–7. https://doi.org/10.1016/J.EJPE.2019.08.004

Mohammadi H, Nekobahr E, Akhtari J, Saeedi M, Akbari J, Fathi F. Synthesis and characterization of magnetite nanoparticles by co-precipitation method coated with biocompatible compounds and evaluation of in-vitro cytotoxicity. Toxicol Rep. 2021;8:331–6. https://doi.org/10.1016/J.TOXREP.2021.01.012

Jarosz A, Kapusta O, Gugała-Fekner D, Barczak M. Synthesis and characterization of agarose hydrogels for release of diclofenac sodium. Materials. 2023;16:6042. https://doi.org/10.3390/MA16176042

Awadhiya A, Kumar D, Verma V. Crosslinking of agarose bioplastic using citric acid. Carbohydr Polym. 2016;151:60–7. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.040

Li L, Qin D, Yang X, Liu G. Synthesis of ellipsoidal hematite/polymer/titania hybrid materials and the corresponding hollow ellipsoidal particles. Polym Chem. 2010;1:289–95. https://doi.org/10.1039/b9py00230h

Xuan X, Li Y, Xu X, Pan Z, Li Y, Luo Y, et al. Three-dimensional printable mag-netic hydrogels with adjustable stiffness and adhesion for magnetic actuation and magnetic hyperthermia applications. Gels. 2025;11:67. https://doi.org/10.3390/GELS11010067/S1

Ormaza Hugo RM, Coello Cabezas JR, Basantes Basantes EF. Control del tamaño de microfibras magnéticas poliméricas durante el proceso de síntesis. Ciencia Digital. 2019;3(1):107–17. https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i1.273

Xu Z, Zhao R, Huang X, Wang X, Tang S. Fabrication and biocompatibility of aga-rose acetate nanofibrous membrane by electrospinning. Carbohydr Polym. 2018;197:237–45. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.06.004

Xue L, Sun J. Magnetic hydrogels with ordered structure for biomedical applica-tions. Front Chem. 2022;10:1040492. https://doi.org/10.3389/FCHEM.2022.1040492/XML

Ahmed EM. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review. J Adv Res. 2015;6:105–21. https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.006

Varaprasad K, Raghavendra GM, Jayaramudu T, Yallapu MM, Sadiku R. A mini-review on hydrogels classification and recent developments in miscellaneous applications. Mater Sci Eng C. 2017;79:958–71. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.096

Descargas

Publicado

2025-12-12

Cómo citar

Ormaza Hugo, R., Mayorga, Y. A. ., Lagua Chango, J. D. ., Zurita Fiallos, E., Flores Lema, V., & Coello-Cabezas, J. (2025). SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE HIDROGELES POLIMÉRICOS FUNCIONALIZADOS CON MICROPARTÍCULAS MAGNÉTICAS. Perfiles, 1(35), 30-48. https://doi.org/10.47187/perf.v1i35.367