Análisis de polímeros aminados síntetizados por plasma sobre la formación de redes neuronales biológicas funcionales formadas in vitro - Alvarado Muñoz, Estephanny Jocelyn (Universidad Autónoma Metropolitana, 2024)
Este trabajo presenta un estudio detallado de la fisicoquímica de los polímeros aminados sintetizados por plasma de pirrol (PPy) y alilamina (PAl) dopados con iodo y el copolímero de ambos, sus cambios de acuerdo con la potencia de síntesis y el efecto de estos sobre la diferenciación neuronal y la sinaptogénesis. Esta investigación se centra en dar respuesta a los posibles mecanismos biológicos de estos materiales sobre la recuperación motora que ha sido observada en ratas en modelos de lesión de médula espinal con el uso de implantes poliméricos en pastilla y mesopartículas. Se obtuvieron polímeros de PPy-I, PAl-I y PPy/PAl-I a potencias de 20 W, 30 W y 40 W sobre sustratos de vidrio, así como películas sueltas para obtener mesopartículas. Se caracterizaron fisicoquímicamente para identificar los grupos funcionales presentes y los estados químicos de cada uno. También se realizaron derivaciones químicas mediante compuestos fluorados con el fin de obtener el porcentaje de aminas primarias, secundarias y grupos -OH, los cuales son de especial interés debido a sus propiedades de biocompatibilidad. Finalmente se realizaron tratamientos de estos polímeros, como recubrimientos y mesopartículas, sobre una línea celular de origen neuronal, con el fin de estudiar su efecto de diferenciación y sinaptogénesis mediante marcadores de neuronales, de los que se obtuvieron imágenes por microscopía confocal y se analizaron con programas y plugins específicos de neurociencia. Se encontró que la potencia de síntesis tiene efecto sobre las propiedades fisicoquímicas de los polímeros. Los materiales poliméricos de mesopartículas de PPyI y PAl-I tienen una clasificación de materiales semiconductores lo cual podría ayudar a potenciar ciertas rutas metabólicas de células excitables como neuronas. Se mostró un efecto de diferenciación celular de la línea N1E-115 con tratamiento de los polímeros PPy-I, PAl-I y PPy/PAl-I, así como el incremento de la expresión pre y post sináptica con la utilización de las mesopartículas como tratamiento a las 96 h y a las 120 h post estímulo de diferenciación.; This work presents a detailed study of the physicochemical properties of aminated polymers, Polypyrrole (PPy) and Polyallylamine (PAl), synthesized by Plasma, both doped with iodine, as well as their copolymer. The investigation explores the change of polymers with the synthesis power and their effects on neuronal differentiation and synaptogenesis. The focus of this research is to elucidate in vitro the potential biological mechanisms of these materials on the motor recovery that has been observed in rats in spinal cord injury models when utilizing polymeric implants in pellet and mesoparticles. PPy-I, PAl-I, and PPy/PAl-I polymers were obtained at synthesis powers of 20 W, 30 W, and 40 W, on glass substrates, along with films to obtain mesoparticles. These polymers were physical chemical characterized to identify the present functional groups and chemical states of each one. Chemical derivatization was also performed using fluorinated compounds to determine the percentage of primary and secondary amines and -OH groups, which are of particular interest due to their biocompatibility properties. Finally, treatments of these polymers were administered to a neuronalorigin cell line to study their effects on differentiation and synaptogenesis using immunofluorescence markers. Images were obtained through confocal microscopy and analyzed with specific neuroscience programs and plugins. The synthesis potency was found to influence the physicochemical properties of the polymers. The PPy-I and PAl-I mesoparticle polymer materials have a classification of semiconducting materials that could help improve certain metabolic pathways of excitable cells of cells such as neurons. A cell differentiation effect of the N1E-115 line was shown with PPy-I, PAl-I and PPy/PAl-I polymer treatment, as well as increased preand post-synaptic expression with the use of the mesoparticles as treatment at 96 h and 120 h after differentiation stimulus.