EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD MICROBIOLÓGICA Y ENZIMÁTICA DE HIDROGELES ACRÍLICOS ENTRECRUZADOS CON LIGNINA MODIFICADA

Abstract

Los hidrogeles son una familia de polímeros entrecruzados que tienen la capacidad de captar grandes cantidades de agua en el interior de estructura, fenómeno conocido como hinchamiento, que lleva consigo el crecimiento del polímero. Los hidrogeles son conocidos por su resistencia a la degradación y la rigidez que se genera en su estructura por el entrecruzante. Para facilitar la degradación de un hidrogel, la estrategia más utilizada es añadir un biopolímero a la estructura del polímero. Uno de los más utilizados es la lignina. La lignina es un biopolímero polifenólico, es el segundo material más abundante en el planeta. La lignina siempre ha sido tratada como un desecho sin valor comercial, ya que se obtiene como producto secundario de la producción del papel. En conjunto, la necesidad del aprovechamiento de la lignina y la de incorporar un biopolímero a los hidrogeles llevó al uso de lignina como entrecruzante de hidrogeles. Para su incorporación en un hidrogel usando una polimerización por radicales libres, la lignina debe recibir una modificación química, ya que en la polimerización con radicales se forma un radical fenoxilo que es poco reactivo y por ende, produce rendimientos bajos en la síntesis. Una estrategia para evitar este problema es proteger el grupo hidroxilo con la adición de un grupo acrílico, esta modificación hizo compatible a la lignina modificada entrecruzándola como material entrecruzante en la síntesis de un hidrogel acrílico. La adición del biopolímero a la estructura de un hidrogel requiere de un tratamiento adicional para lograr una correcta degradación. De entre los métodos de degradación, los métodos biológicos destacan por su bajo costo, rendimientos altos, y el bajo impacto ambiental que generan. Los organismos del género Streptomyces, han sido utilizados como degradadores de lignina, compuestos fenólicos y algunos polímeros, ya que poseen la capacidad de producir enzimas como las lacasas, que poseen actividad frente a todos estos sustratos. 7

El tratamiento con Streptomyces avermitilis para degradar los hidrogeles acrílicos entrecruzados con lignina modificada, después de 90 días de análisis, se logró hacer modificaciones en las propiedades del hidrogel, una de ellas fue el incremento significativo en el grado de hinchamiento debido a la disminución en el tamaño promedio del polímero, además de que este hidrogel con el tratamiento microbiano disminuyó su resistencia a la degradación térmica. El tratamiento con la lacasa SilA proveniente de Streptomyces ipomoeae, provocó un cambio en la apariencia del hidrogel, perdiendo el color amarillo característico de la lignina; además, sus propiedades cambiaron, haciéndolo prácticamente imposible de secar totalmente. Con respecto al hinchamiento, el hidrogel disminuyó significativamente su capacidad de hinchamiento y al poco tiempo de hincharse el hidrogel comenzó a degradarse. Entre ambos tratamientos, el enzimático fue el tratamiento que generó una mayor modificación a las propiedades químicas y físicas del hidrogel.