A6. Enlaces químicos. Alginato

PRÁCTICA DE POLIMERIZACIÓN DE ALGINATO EN HIDROGEL:

INTRODUCCIÓN

La capacidad de relacionar la comprensión de principios de ciencia básicos con los usos de tecnología es una prioridad en la educación nacional en Ciencia. Uno de los campos que los estudiantes a menudo encuentran excitante y con frecuencia es mencionado en los medios de comunicación nacionales es la ingeniería de tejidos. Este campo apunta para tratar la enfermedad humana mediante cultivo de nuevos tejidos y órganos para sustituir aquellos que estén enfermos o heridos. Para que esto se pueda lograr, los científicos y los ingenieros de una amplia gama de disciplinas se han unido para investigar el material, la célula, y combinaciones señaladas para producir nuevos órganos y tejidos.  La química está profundamente implicada en todos los aspectos del campo, y los enlaces químicos presentes en las estructuras de la materia pueden ser usados para enseñar a los estudiantes los enlaces relacionándolos con un campo  tecnológico prominente.

¿QUÉ ES EL ALGINATO?

 El alginato es un material común usado como una estructura en ingeniería de tejidos y su uso es apropiado en el aula debido a su seguridad y bajo coste. El alginato, un componente estructural de paredes celulares, es un polisacárido obtenido del alga.

Este material puede ser mantenido en  forma de solución hasta  mezclado con un catión divalente (p.ej., Ca2 +), lo que producirá un hidrogel por la formación de enlaces iónicos (Figura 1A). Un catión monovalente (p.ej., Na +) se asociará con el alginato, pero no se formarán enlaces iónicos entre las cadenas de alginato (la Figura 1B).

APLICACIONES:

 La capacidad de producir geles mediante enlaces iónicos a partir de una solución es útil en la ingeniería de tejidos porque las células pueden ser atrapadas dentro de un material biocompatible  como este gel. Las células encapsuladas entonces pueden producir el nuevo tejido dentro de la estructura. Como la estructura se degrada, un nuevo tejido sano crecerá en el lugar del enfermo o herido. También se puede usar para la liberación de medicamentos encapsulados en el hidrogel en pacientes como se puede ver en los siguientes enlaces.

http://revistabme.eia.edu.co/numeros/5/art/articulo%2012.pdf

http://www.correodelorinoco.gob.ve/salud-publica/microrrobots-viajaran-dentro-cuerpo-humano-transportando-medicamentos/

También es utilizado en alta cocina, en cocina molecular o química gastronómica para realizar esferificaciones, una técnica puntera que creó Ferrán Adriá hace 10 años como se explica en el siguiente enlace, que facilita también varios videos con ejemplos del empleo del alginato en la cocina:

http://cluster-divulgacioncientifica.blogspot.com.es/2011/12/polimerizaciones-sferificaciones.html