Liberación de Deferasirox sensible al hierro de hidrogeles injertados covalentemente en microalambres extiende las...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Biomateriales
• Neurociencia
• Sistemas de Administración de Fármacos

Sus antecedentes:

• La implantación de microelectrodos intracorticales libera hierro libre, desencadenando inflamación a través de especies reactivas de oxígeno y la reacción de Fenton.
• Esta inflamación inducida por hierro puede comprometer la función y longevidad del electrodo neuronal.
• Los métodos existentes carecen de estrategias efectivas para mitigar la inflamación relacionada con el hierro en el sitio de implantación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un recubrimiento de hidrogel de dos capas injertado covalentemente para microalambres de Pt/Ir.
• Permitir la entrega local del quelante de hierro deferasirox (DFO) desde el electrodo neuronal.
• Investigar las propiedades de quelación de hierro y la cinética de liberación del recubrimiento de hidrogel cargado con DFO.

Principales métodos:

• Fabricación de un recubrimiento de hidrogel de dos capas de polietilenglicol-dimetacrilato (PEGDMA) en microalambres de Pt/Ir con aislamiento de poliimida.
• Metacrilación de la capa de poliimida para el anclaje covalente de la capa intermedia de PEGDMA550 y la capa externa de PEGDMA3400 cargada con DFO.
• Caracterización mediante microscopía electrónica de barrido, microscopía óptica, cromatografía líquida de ultraalto rendimiento y espectroscopía de rayos X de energía dispersiva.
• Evaluación de la cinética de liberación de DFO y la eficacia de quelación de hierro utilizando Fe(EDTA) como simulador de hierro.

Principales resultados:

• Se observó una morfología uniforme del recubrimiento de hidrogel con agregados de DFO dispersos.
• La liberación de DFO siguió una cinética controlada por difusión, con niveles indetectables al día 9 en un tampón libre de hierro.
• Las microalambres cargadas con DFO demostraron una quelación de hierro sostenida hasta por 19 días en presencia de 10 mM de Fe(EDTA).
• La espectroscopía de rayos X de energía dispersiva confirmó la acumulación de hierro dependiente del tiempo dentro del hidrogel, lo que indica una quelación prolongada.

Conclusiones:

• El recubrimiento de hidrogel desarrollado actúa como un reservorio mecánicamente integrado y sensible para la entrega local de deferasirox.
• El perfil farmacocinético del recubrimiento se rige por la concentración local de hierro, no únicamente por la carga inicial del fármaco.
• Este enfoque ofrece una estrategia generalizable para extender la vida útil terapéutica de los electrodos neuronales funcionalizados crónicos al controlar la inflamación inducida por hierro.