[en] In the medical area, controlled release systems are used as treatments for diseases that allow the delivery of an active ingredient to the human body. These systems must: (i) be made of biocompatible materials to avoid possible adverse reactions in the user/patient, and (ii) manage to release a selected molecule at a specific time and at a desired rate. Studies on controlled release systems have shown that the use of different stimuli, such as light, magnetic, and electric fields, ultrasound and electrochemical signals can trigger the release of molecules with greater control compared to traditional systems. Among them, electrochemical response systems are particularly attractive, due that electrical signals can be generated relatively easily, precisely controlled by simply modulating the electric field and applied remotely without the use of large, specialized, and complex equipment. Therefore, the first objective of this project is to develop a solid electrochemical cell (SEC) made of 100% biocompatible polymeric materials, using poly (γ-glutamic acid) hydrogel (γ-PGA) as electrolyte, and as electrode isotactic polypropylene (i-PP), commonly used to manufacture medical implants, superficiallymodified with plasma to allow oxidative and electrochemical polymerizations of the conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT). The cell components will be evaluated by Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and profilometry, while the electroactivity of the ESC will be studied by cyclic voltammetry (CV). The second objective of the project is to evaluate the performance of SEC as a controlled release system, using electrical stimuli for the release of L-lactate, a molecule involved in the remodeling and regeneration of tissues, such as cardiac and muscle tissue.

[es] En el área médica, los sistemas de liberación controlada son utilizados como tratamientos de enfermedades que permiten enviar un principio activo al cuerpo humano. Estos sistemas deben: (i) estar constituidos por materiales biocompatibles para evitar posibles reacciones adversas en el usuario/paciente, y (ii) lograr liberar una molécula seleccionada en un momento específico y a un ritmo deseado. Estudios realizados en sistemas de liberación controlada han demostrado que el uso de diferentes estímulos, como luz, campos magnéticos y eléctricos, ultrasonidos y señales electroquímicas pueden desencadenar la liberación de moléculas con un mayor control en comparación con los sistemas tradicionales. Entre ellos, los sistemas con respuesta electroquímica son particularmente atractivos, debido a que las señales eléctricas pueden generarse con relativa facilidad, controlarse con precisión simplemente modulando el campo eléctrico y aplicarse de forma remota sin utilizar equipos grandes, especializados y complejos. Por lo anterior, el presente proyecto busca como primer objetivo desarrollar una celda electroquímica sólida (CES) constituida al 100% de materiales poliméricos biocompatibles, utilizando como electrolito el hidrogel ácido poli(γ-glutámico)(γ-PGA, por sus siglas en inglés) y como electrodos, el polipropileno isotáctico (i-PP), comúnmente empleado para fabricar implantes médicos, modificado superficialmente con plasma para la posterior polimerización, oxidativa y electroquímica, del polímero conductor poli(3,4-etilendioxitiofeno) (PEDOT). Los componentes de la celda serán evaluados mediante espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM) y perfilometría, mientras que la electroactividad de la CES se estudiará con voltametría cíclica (CV). El segundo objetivo del proyecto es evaluar el desempeño de la CES como un sistema de liberación controlada, utilizando estímulos eléctricos para la liberación del L-Lactato, molécula que participa en la remodelación y regeneración de tejidos, como el tejido cardíaco y muscular.