Uso de Biomateriales Funcionalizados con Moléculas Bioactivas en la Ingeniería Biomédica / Use of Functionalized Biomaterials with Bioactive molecules in Biomedical Engineering

Resumen El artículo expone la importancia del uso de moléculas bioactivas para la funcionalización de biomateriales. Por esta razón, se realizó una revisión de investigaciones actuales y relevantes en diversos buscadores de datos, incluyendo los diferentes tipos de materiales y moléculas bioactivas utilizadas para elaborar biomateriales funcionalizados, con énfasis en los procesos y sus propiedades. Se encontró que el proceso de funcionalización o modificación de la superficie expande el camino para adaptar al biomaterial de acuerdo al entorno fisiológico de las células vivas. De esta manera, el proceso mejora la estructura y las funciones de los tejidos y órganos diseñados. Existen una variedad de métodos y moléculas bioactivas disponibles para la funcionalización de los biomateriales, las cuales dependen de la manera en las que las células o tejidos se regeneran. Entre los diferentes materiales para la fabricación de biomateriales, las biomoléculas como las proteínas, lípidos, carbohidratos, entre otros, son una de las opciones más utilizadas debido a la similitud de estas con los sistemas biológicos del cuerpo humano. Finalmente, el artículo también integra algunas de las más prometedoras aplicaciones de moléculas bioactivas incorporadas a los biomateriales.

Abstract The paper exposes the importance of the use of bioactive molecules for the functionalization of biomaterials. For this reason, a review of current and relevant research was carried out in various data searchers, including the different types of bioactive materials and molecules used to elaborate functionalized biomaterials, with emphasis on the processes and their properties. It was found that the process of functionalization or modification of the surface expands the path to adapt the biomaterial according to the physiological environment of living cells. This process improves the structure and functions of the designed tissues and organs. There are a variety of methods and bioactive molecules available for the functionalization of biomaterials, depending on the way in which the cells or tissues are regenerated. Among the different materials for the manufacture of biomaterials, biomolecules such as proteins, lipids, carbohydrates, among others, are one of the most used options due to the similarity of these with the biological systems of the human body. Finally, the paper also integrates some of the most promising applications of bioactive molecules incorporated into biomaterials.

Efecto del sustttuyente sobre el anillo porfiríico y el agente oxidante en la funcionalización de compuestos alifáticos / Effect f porphyrrin substituents and oxdizing agent on the functionaliization of aliphatic compounds / Estdo de substittuintes sobre a porfirina e o agent oxidante na fuuncionalização de oligômeros alifáticos

En este trabajo se estudió la funcionalización de escualano y tetradecano al variar el efecto electrónico del sustituyente sobre los anillos aromáticos del núcleo porfirínico y el agente oxidante (KIO4,2KHSO5 ⋅KHSO4K2SO4,NaClO yH2O2). Se sintetizaron y caracterizaron tres metaloporfirinas: cloruro de meso-tetrakis-4-nitrofenil-porfirinato manganeso(III), cloruro de meso-tetrakis-2,4,6-trirnetoxifenirporfirinato manganeso(III) y cloruro de meso-tetrafenilporfirinato manganeso(III), con rendimientos del 40, 52 y 43%, respectivamente. Posteriormente se probaron 24 sistemas de funcionalización, que se cuantificaron empleando cromatografía de gases usando el método del patrón interno, y sus productos se identificaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas e infrarrojo. Los resultados muestran que la adecuada selección del par porfirina-agente oxidante puede llevar a funcionalizaciones hasta del 42% para el tetradecano y del 80% para el escualano.

In this work was studied the functionalizations of squalane and tetradecane varying the electronic nature of the substituents over the porphyrinic ring and the oxidizing agent (KiO4,2KHSO5-KHS(VK2SO4, NaClO and H2O2). Three metallo-porphyrins (Mn(TTP)Cl, Mn ρ-NO2TPP) Cl and Mn(triMeOTPP)Cl) were synthesized and characterized with yields of 40, 52 and 43% respectively. Twenty four different functionalisation systems were carried out and quantified by gas chromatography using internal standard method and the products were identified by gas chromatography-mass spectroscopy. The functionalisations were quantified by CG and the products identified by GC-MS and FT-IR. The results showed that a good choice porphyirin-oxidizing agent pair can produce functionalization yields up to 42% for tetradecane and 80% for squalane.

O estudo da funcionalização de oligôme-ros orgânicos mediado por metalporfirinas como uma primeira aproximação em procura da post-funcionalização de polímeros como o polietileno e polipropileno tem despertado maior interesse nos últimos anos. Dentro deste contexto, no presente trabalho foi proposto o estudo da funcionalização de escualano e tetradecano para alterar a natureza química dos substituintes dos anéis aromáticos do núcleo porfirínico e do agente oxidante (KIO4, 2KHSO5KHSO4K2SO4, NaClO eH2O²). Foram sintetizados e purificados três diferentes metaloporfirinas, cloreto de meso-tetrakis-4-nitrofenirporfirinato manganês (III), cloreto de meso-tetrakis-2,4,6-trimetoxifenilporfirinato manganês (III) e cloreto de meso-tetrafenil-porfirinato manganês (III), com rendimentos do 40, 52 e 43%, respectivamente. Posteriormente, realizaram-se 24 funcionalizações, que foram quantificadas por cromatografia gasosa de alta resolução acoplada à espectrometria de massas (CGAR-EM), usando um oxidante, e levando em consideração as características químicas de cada composto, na qual obteve-se funcionalizações de até o 42% para o tetradecano e o 80% para o escualano.

Antimaláricos: construcción de híbridos moleculares de la cloroquina: [revisión] / Antimalarials: construction of molecular hybrids based on chloroquine: [review]

La resistencia desarrollada por el Plasmodium falciparum ante los fármacos tradicionales del tipo 4-amino-7-cloroquinolínicos ha llevado al diseño y síntesis de inhibidores duales, como los híbridos de la cloroquina. Además del farmacóforo típico en esta clase de antimaláricos, tales híbridos incorporan un espaciador metilénico como parte de un fragmento diamínico, cuyo propósito es la funcionalización del grupo amino terminal en sistemas heterocíclicos diversos con actividades biológicas reportadas. Esto con el fin de evitar la rápida e liminación de la molécula por parte del parásito, lo que se conoce como resistencia. Se discuten el diseño y síntesis de estos híbridos moleculares.

The resistance developed by Plasmodium falciparum againsttraditional 4-amino-7-chloroquinolinic drugs has lead to the design and synthesis of dual inhibitors such as chloroquine hybrids. Besides the usual pharmacophore in this type of antimalarials, such hybrids incorporate a methylenic spacer as part of a diaminic fragment whose purpose is the functionalization of the terminal amino group in various heterocyclic systems having reported biological activities. The prime goal is to avoid the molecule rapid elimination by the parasite, which is known as resistance. The design and synthesis of these molecular hybrids are discussed.

A resistência desenvolvida pelo Plasmodium falciparum frente aos fármacos tradicionais do tipo 4-amino-7-cloroquinolínicos tem levado ao desenho e síntese de inibidores duais, como os híbridos da cloroquina. Além do farmacóforo típico nesta classe de antimaláricos, tais híbridos incorporam um espaçador metilénico como parte de um fragmento diamínico, que tem por propósito a funcionalização do grupo amino terminal em sistemas heterocíclicos diversos com atividadesbiológicas reportadas. Isto com a finalidade de evitar a rápida eliminação da molécula por parte do parasito, o que se conhece como resistência. É discutido o desenho e sínteses destes híbridos moleculares.