Proyectos
EVALUACIÓN REOLÓGICA DEL FENÓMENO DE GELIFICACIÓN DE MUCINA GÁSTRICA
Resumen
Las mucosas son capas viscosas que cubren la mayor parte de las paredes de tejidos humanos como los tractos respiratorio, gastrointestinal, reproductor, ocular, nasal, ótico y laríngeo, que de otra forma quedarían expuestos al ambiente. Sus principales funciones son entonces protección y lubricación. El mucus es formado principalmente por agua (alrededor del 95%), mucinas (aproximadamente 5%), y otros componentes en proporciones menores. Las mucinas corresponden a glicoproteínas con un alto grado de glicolización, que en términos generales pueden considerarse como copolímeros de bloque, que le dan el carácter viscoelástico al mucus, y definen las características adhesivas del mismo, cruciales en el diseño de polímeros mucoadhesivos para sistemas terapéuticos de liberación modificada de fármacos. En el caso de la mucina gástrica, se ha estudiado que a pH ácido, esta cambia de conformación, formando un gel altamente viscoso. Este gel se consolida como una capa protectora eficiente, que evita que el estómago sea autoingerido por el ácido gástrico durante el proceso digestivo. La formación de geles tanto químicos como físicos, tiene una respuesta reológica significativa, debido a que se cambia de un sistema de baja viscosidad, a un medio de alta elasticidad en una ventana de operación muy estrecha. El Grupo de Procesos Químicos y Bioquímicos, tiene una trayectoria importante en el estudio del fenómeno de adhesión entre polímeros y mucinas, desde la parte experimental y el modelamiento. Los antecedentes incluyen estudios reológicos de mucina gástrica a soluciones altamente diluidas, donde se encontró un comportamiento marcadamente no ideal y dependiente del pH (Vallejo BMR. Estudio del fenómeno de adhesión a superficies biológicas de películas obtenidas a partir de biopolímeros, para la aplicación en el área de la salud. Tesis Doctor en Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia. 2010); el modelamiento de la agregación de mucinas usando la técnica de Dinámica de Partícula Disipativa (Moreno N. Simulación molecular del comportamiento mucoadhesivo de biopolímeros farmacéuticos en contacto con mucinas. Tesis Magíster en Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia. 2011); y la reología de geles poliméricos (Perilla JE, Lee B-J, Jana SC. Rheological investigation of interactions between sorbitol and polyhedral oligomeric silsesquioxane in development of nanocomposites of isotactic polypropylene. Journal of Rheology 54(4) 2010, 761-779). El propósito de este semillero, es introducir a los estudiantes de pregrado en el tema de la investigación, mediante la realización de un estudio reológico para mucinas en solución acuosa a diferentes valores de pH. Se buscara entender el fenómeno de gelificación mediante el estudio de la respuesta elástica de las soluciones, y de la evolución de los tiempos de relajación. Aunque el grupo de estudiantes ya ha tomado cursos de polímeros, en una primera etapa se les orientará con unas lecturas y discusiones grupales que les permita apersonarse de la literatura científica. La parte experimental iniciará con la preparación de soluciones de mucina gástrica, obtenida grado reactivo, estabilizándola a valores de pH progresivamente ácidos. El tiempo entre la preparación de las soluciones y las mediciones reológicas debe estandarizarse, manteniéndolo en el mínimo posible para evitar efectos degradativos. El grupo cuenta con un reómetro apropiado para esta investigación, y mediante servicios en los laboratorios de la sede Bogotá, apoyará los resultados con mediciones de dispersión de luz y microscopía. El principal resultado del proyecto es la iniciación a la investigación de cuatro estudiantes de pregrado. Se espera también que los datos obtenidos puedan ser presentados en un poster estudiantil en un congreso científico. Debido a las limitaciones de tiempo de los estudiantes, la presente propuesta tendrá un número limitado de experimentos pero de alta profundidad y rigor científico.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:PROGRAMA NACIONAL DE SEMILLEROS DE INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 1: Proyectos para la introducción en la investigación, creación o innovación
Responsable