El proyecto de la esta tesis doctoral se centra en el estudio de dos nuevas estrategias de fotopolimerización alternativas a la fotopolimerización radicalaria de acrilatos que permitan la preparación de materiales biocompatibles y microestructurados con potencial uso en aplicaciones biomédicas. Con este fin, se ha estudiado la posibilidad de reticular polímeros biodegradables mediante reacciones fotoinducidas en las que, por acción de la luz, se produzca una reacción entre dos grupos funcionales. De esta forma, partiendo de un polímero biodegradable con uno de los dos grupos funcionales y de un reticulante multifuncional de bajo peso molecular que contenga el otro grupo funcional, se puede generar una red polimérica que, tras ser degradada, va a generar únicamente fragmentos de bajo peso molecular. Esto representa una ventaja respecto a la tradicional estrategia de entrecruzamiento por fotopolimerización radicalaria de acrilatos, tradicionalmente usada en la generación de biomateriales, ya que esta reacción genera cadenas acrílicas no biodegradables que tienen un mayor riesgo de acumularse en el organismo y provocar una respuesta tóxica en el mismo. Las dos reacciones estudiadas son la descomposición fotoinducida de sales de diazonio y la química de tiol-inos. La primera está basada en la descomposición fotoinducida de los grupos diazonio aromáticos que generan una especia aromática capaz de reaccionar con grupos nucleófilos como los presentes en muchos polímeros naturales como diversos polisacáridos. Además esta reacción transcurre en disolución acuosa lo que representa una ventaja para este tipo de polímeros que pueden verse afectados por disolventes orgánicos. Respecto a la química de tiol-inos, resulta una manera eficiente de entrecruzar polímeros (tal y como se ha descrito en la bibliografía aunque no en la generación de biomateriales) y presentaría ciertas ventajas respecto a la química de tiol-enos, que ya se ha estudiado para esta aplicación. Entre estas ventajas cabe destacar la posibilidad de obtener redes con un mayor entrecruzamiento, lo cual puede ser ventajoso en algunas aplicaciones. Además, controlando la composición de la formulación fotopolimerizable y la presencia de grupos tiol o alquino sin reaccionar en el material entrecruzado, se podría llevar a cabo una funcionalización del material entrecruzado mediante reacción de los grupos alquino o tiol libres. Esto permitiría funcionalizar la superficie del material con biomoléculas que podrían inducir una determinada respuesta en las células cultivadas. En esta tesis doctoral se han utilizado estas dos reacciones para llevar a cabo el entrecruzamiento de polímeros naturales o sintéticos (en algunos casos modificados para introducir grupos fotorreactivos) y obtener de esta forma materiales biocompatibles. Estos materiales se procesaron en forma de película para ser utilizados como sustrato para el cultivo celular y estudiar así la biocompatibilidad de los mismos como andamiaje para las células. Por otro lado, se aplicaron también técnicas de escritura láser para generar patrones poliméricos en películas de preparadas para estas formulaciones. Estos patrones se generaron con distintos motivos o parámetros geométricos y fueron igualmente utilizados como sustrato para el cultivo celular. De esta forma se estudió como influyen algunos de estos parámetros en el comportamiento celular.

Quisiera agradecer a las organizaciones correspondientes por la financiación económica que ha hecho posible este trabajo y que ha provenido principalmente del Gobierno de Aragón (Beca Predoctoral de Formación de Personal Investigador y proyectos PI018/08 y Proyecto ARAID para jóvenes Investigadores) y del Ministerio de Ciencia e Innovación (proyectos MAT2008-06522-C02 y MAT2011-27978-C02).

Memoria presentada en la Universidad de Zaragoza para optar al grado de Doctor en Ciencias por Miguel Lomba Huguet en el Dpto. de Química Orgánica, Facultad de Ciencias-ICMA, Universidad de Zaragoza-CSIC.

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