ESPUMAS POLIMERICAS PARA CAPTURA DE IONES TOXICOS DE METALES PESADOS

Los experimentos llevados a cabo por la Universidad Complutense de Madrid, dentro del campo técnico de materiales usados para la retención de iones de metales pesados, le permitido encontrar Espumas cerámico/poliméricas y su uso en la captura e inmovilización de iones tóxicos de metales pesados.

De forma más concreta, la invención se refiere a una espuma macroporosa cerámica de hidroxiapatita recubierta con un polímero biocompatible que permite capturar e inmovilizar iones de metales pesados de tal forma que puedan ser retirados tanto del interior del organismo tras la ingesta accidental, voluntaria e involuntaria como de las aguas contaminadas previamente a su consumo.

Historia de la toxicidad de los metales pesados

La necesidad de tratar intoxicaciones por metales pesados es un problema que va en aumento debido a la intervención de la actividad industrial humana que implica la manipulación de metales, como la minería, fundiciones y metalurgia en general, tanto como la explotación de recursos acuíferos en zonas de bajo desarrollo donde las aguas no son adecuadas para el consumo en su estado natural.

El uso cada vez más frecuente en la industria agrícola de fungicidas y pesticidas, el desarrollo de baterías, procesos electrolíticos y combustibles ha llevado a las fábricas a controlar sus procesos intentando disminuir sus productos residuales con componentes tóxicos.

Sin embargo, diversos estudios han mostrado la presencia de estos iones de metales pesados en aguas y alimentos en un grado mayor del tolerable por el organismo. Como ejemplos de contaminaciones por metales pesados se han encontrado pozos con alta concentración del semi-metal arsénico en países asiáticos y Sudamérica.

La concentración de plomo en la atmósfera es muy alta debido a las emisiones procedentes de combustible y de las fundiciones provocando la contaminación alimentaria agrícola y acuífera, debido a las actividades mineras, el uso de fertilizantes y de baterías ha contaminado el aire, agua y alimentos con cadmio, y también se ha detectado mercurio en especies acuáticas, aguas y alimentos, también derivado de todas las fuentes anteriormente nombradas.

La exposición a estos iones tóxicos y absorción en el proceso digestivo, provoca la acumulación de estos iones en general en el hueso, siendo su periodo de permanencia unos 20 años así como en diversos tejidos afectando a las funciones celulares fundamentales modificando diversos procesos electroquímicos.

Estos efectos se ven traducidos, por ejemplo, en alteraciones del sistema nervioso y daños en el riñón (como en el caso del plomo y el mercurio) y lesiones óseas, pulmonares y renales (como en el caso del cadmio) llevando incluso a la muerte. El caso de la intoxicación por plomo es particularmente nocivo en mujeres embarazadas ya que consigue traspasar la barrera placentaria y hemoencefálica concentrándose en la materia gris provocando daños en el sistema nervioso del feto.

Detalles de la invención

La invención describe la síntesis de una espuma macroporosa cerámica de hidroxiapatita recubierta por varios tipos de polímeros que permite capturar e inmovilizar iones de metales pesados.

Como novedad, dicha espuma está diseñada para que sea flexible, y así conseguir completar el trayecto por todo el tracto digestivo y poder realizar diferentes acciones en su recorrido. Es capaz de atrapar iones en medios ácidos (pH iguales al del estómago) a la temperatura corporal y durante periodos iguales y superiores al de la digestión (unas dos horas). Una vez substituidos los iones de metales pesados en la red cristalina, la espuma en su forma original y sin degradación aparente también resiste el proceso simulado de paso por el intestino a pH básico sin intercambiar los iones con el medio pudiendo ser expulsada por vía fecal.

La espuma macroporosa de hidroxiapatita de la invención se obtiene mediante el método sol-gel combinado con la introducción de un surfactante como agente director de la macroestructura. Además, son recubiertas mediante un polímero biocompatible que las dota de resistencia y flexibilidad para ser ingeridas, siendo a su vez permeables a la captación de los iones.

De la misma manera, dichas espumas podrían ser utilizadas para tratamiento de aguas contaminadas dado que el proceso de captura e inmovilización de iones en la cerámica también se produce a pH similares al del agua.

FUENTE | OEPM