In vitro and in vivo biocompatibility of polyurethanes synthesized with castor oil polyols for biomedical devices

Abstract

Polyurethanes (PUs) were synthesized with polyols derived from castor oil and isophorone diisocyanate. The materials were evaluated for their mechanical properties using stress–strain curves, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and contact angle analysis. The biological response of the materials was evaluated by determining their cell viability in vitro, antimicrobial activity against Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, and biological response in vivo of PUs by means of implanting them in Wistar rats. The cell proliferation on the materials was analyzed using mouse fibroblast L929, human fibroblast MRC-5, and adult human dermal fibroblast (HDFa) cells by the ISO 10993-5 method. The materials showed no toxic effects and promoted cell proliferation. Experiments performed in vivo for 30 days in mice showed that the materials neither affected the wound healing process nor caused adverse effects or severe injuries in the dorsal mid-cervical tissue or organs on histological evaluation. PUs synthesized can be used in biomedical devices.

Los poliuretanos (PU) se sintetizaron con polioles derivados del aceite de ricino y diisocianato de isoforona. Se evaluaron las propiedades mecánicas de los materiales utilizando curvas de tensión-deformación, análisis termogravimétrico, calorimetría diferencial de barrido y análisis del ángulo de contacto. Se evaluó la respuesta biológica de los materiales determinando su viabilidad celular in vitro, la actividad antimicrobiana frente a Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa, y la respuesta biológica in vivo de las UP mediante su implantación en ratas Wistar. La proliferación celular en los materiales se analizó utilizando fibroblastos de ratón L929, fibroblastos humanos MRC-5 y células de fibroblastos dérmicos humanos adultos (HDFa) mediante el método ISO 10993-5. Los materiales no mostraron efectos tóxicos y promovieron la proliferación celular. Los experimentos realizados in vivo durante 30 días en ratones mostraron que los materiales no afectaron el proceso de cicatrización de heridas ni causaron efectos adversos o lesiones graves en el tejido u órganos del cuello uterino medio dorsal en la evaluación histológica. Las PU sintetizadas se pueden utilizar en dispositivos biomédicos.