Diseño de membranas de alginato–goma guar cargadas con (-)-epicatequina para el tratamiento de heridas por quemadura de segundo grado

Resumen

Introducción

El tratamiento de las quemaduras de segundo grado representa un importante desafío clínico debido a la pérdida de la barrera cutánea, la producción excesiva de exudado, el riesgo de infección y la alteración de los procesos normales de reparación tisular. Debido a que los apósitos convencionales actúan principalmente como barreras pasivas, con capacidad limitada para controlar simultáneamente el exudado, mantener un ambiente húmedo adecuado y prevenir la colonización microbiana, existe un creciente interés en el desarrollo de apósitos avanzados basados en biomateriales sostenibles capaces de integrar control de humedad, absorción de fluidos y liberación localizada de compuestos bioactivos. En este contexto, la (-)-epicatequina constituye una molécula de interés debido a sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y antimicrobianas con alta capacidad para el tratamiento de heridas.

Objetivo

Diseñar y optimizar una membrana de alginato–goma guar cargada con (-)-epicatequina para su potencial aplicación como apósito bioactivo en heridas por quemadura de segundo grado.

Metodología

Las membranas fueron desarrolladas mediante un diseño experimental Box–Behnken evaluando el efecto de la concentración de goma guar, plastificante y CaCl₂ sobre parámetros críticos para el tratamiento de heridas altamente exudativas, incluyendo permeabilidad al vapor de agua (WVTR), capacidad de hinchamiento, módulo de Young y degradación hidrolítica. La selección de la formulación líder se realizó mediante una estrategia de optimización multivariable basada en funciones de deseabilidad. Posteriormente, se evaluó el efecto de diferentes concentraciones de (-)-epicatequina sobre la actividad antimicrobiana y la citocompatibilidad para seleccionar la concentración óptima del compuesto bioactivo.

Resultados

El análisis de las biomembranas identificó al plastificante como el factor con mayor influencia sobre su desempeño global, mientras que CaCl₂ mostró un efecto predominante sobre el hinchamiento y la estabilidad estructural. A partir de 27 formulaciones desarrolladas, la formulación F14 presentó la mayor deseabilidad global (D > 0.80), con una WVTR de 2100 g·m⁻²·día⁻¹ y una capacidad de hinchamiento de 970 %, valores compatibles con los requerimientos de apósitos para heridas altamente exudativas. Asimismo, la membrana mostró comportamiento mecánico adecuado y degradación hidrolítica controlada, características deseables para mantener la integridad estructural durante el proceso de cicatrización. Se demostró que la esterilización mediante radiación UV-C no produjo alteraciones relevantes en las propiedades físico-químicas del sistema. La concentración de (-)-epicatequina al 2 % p/p fue seleccionada como la más adecuada al proporcionar la mejor actividad antimicrobiana y biocompatibilidad frente a diversos agentes microbianos como S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, A. baumannii y Candida albicans. Los ensayos de citocompatibilidad realizados en fibroblastos humanos BJ mediante Alamar Blue demostraron una alta viabilidad celular (>85%), evitando afectaciones en la compatibilidad celular.

Conclusiones

La integración de diseño racional, optimización multivariable y funcionalización con (-)-epicatequina permitió desarrollar una membrana bioactiva como candidata prometedora para el desarrollo de apósitos bioactivos avanzados con propiedades fisicoquímicas y biológicas compatibles con el tratamiento de quemaduras de segundo grado.