Synthesis and Biomedical Applications of Composites in Hydrogel State Using Metal-Organic Frameworks (MOFs) as a Filler
Tirso E. Flores-Guiaa, Nallely Escobedo-Estradaa, Carlos A. González-Carbajala, Jesús A. Claudio-Rizoa, Nayeli Rodríguez-Fuentesb, Denis A. Cabrera-Munguiaa,*
a Depto. Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila, Boulevard Venustiano Carranza e Ing. José Cárdenas Valdés s/n, República, Saltillo 25280, Coahuila, México.
b CONACYT-Centro de Investigación Científica de Yucatán, Calle 43 No. 130 por 32 y 34, Chuburna de Hidalgo, Mérida 97205, Yucatán, México
Correspondencia para autor: Denis Aidee Cabrera Munguia
Universidad Autónoma de Coahuila
*Email: dcabrera@uadec.edu.mx
CienciAcierta No. 70 abril-junio de 2022
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RESUMEN
Los hidrogeles poseen una estructura tridimensional de cadenas poliméricas compuestas de grupos terminales hidrofílicos capaces de retener una gran cantidad de agua, lo que los hace mecánicamente inestables. Una manera de mejorar sus propiedades mecánicas es el uso de rellenos inorgánicos, dentro de este tipo de rellenos se tiene a las estructuras organometálicas (MOFs) que son polímeros de coordinación compuestos de iones metálicos y ligandos orgánicos, con una alta estabilidad térmica, gran área superficial y propiedades bactericidas debido a la presencia de iones metálicos. Estas características pueden combinarse con las de los hidrogeles al sintetizar sus compósitos para modular propiedades como resistencia mecánica, capacidad antimicrobiana, velocidad de degradación, capacidad de adsorción de fármacos y la modulación del metabolismo celular presente en la curación de tejido; atributos indispensables para sus aplicaciones biomédicas. Por lo que en esta revisión bibliográfica se discutirán ampliamente las propiedades de los MOFs, la síntesis y aplicaciones biomédicas de sus compósitos en estado hidrogel.
Palabras clave: Compósitos, hidrogel, MOFs, aplicaciones biomédicas
ABSTRACT
Hydrogels have a three-dimensional structure of polymer chains composed of hydrophilic end groups capable of retaining a large amount of water, which makes them mechanically unstable. A way to enhance their mechanical properties is the use of inorganic fillers, among these fillers, the metal-organic frameworks (MOFs) that are coordination polymers composed of metal ions and organic ligands, with high thermal stability, high surface area, and bactericidal properties related to the presence of metal ions. These characteristics can be combined with that of hydrogels when their composites are synthesized, to modulate various properties such as mechanical resistance, antimicrobial capacity, degradation rate, drug adsorption capacity, and the modulation of cellular metabolism of the tissue healing process, which are attributes necessary for biomedical applications. The MOFs properties, synthesis, and biomedical applications of these composites in hydrogel state will be widely discussed in this review.
Keywords: Composites, hydrogels, MOFs, biomedical applications
