Tailoring the synthesis and the functionalization of nanoparticles for nanomedicine

Resumen

En este trabajo se presenta el desarrollo de nanopartículas para su utilización en bioaplicaiones. Este desarrollo comprende desde la síntesis de los nanocompuestos; pasando por su funcionalización y estabilización para su uso en medios biológicos; su caracterización fisico-química; evaluaciones previas de citotoxicidad, y terminando en el uso de estas partículas en aplicaciones específicas. En este trabajo se distinguen dos grandes bloques, en el primero se desarrolla el trabajo realizado con partículas híbridas de óxido de hierro y oro; y en el segundo y más importante en cuanto a extensión y resultados se presenta el trabajo concerniente al nanoprismas triangulares de oro. Las estructuras híbridas fueron estabilizadas en fase acuosa mediante el uso de cadenas anfifílicas sintetizadas con este propósito. Estas partículas estables en medio acuoso, presentan el doble comportamiento del oro, mostrando plasmón usperficial así como comportamiento superparamagnético debido a la presencia del óxido de hierro. Las partículas finales no presentan citotoxicidad, y fueron modificadas con un péptido de internalización para traspasar de manera exitosa la membrana celular. Además se evaluó su potencial como agentes de contraste para MRI encontrando que sus valores de relajatividad son comparables a los comerciales. El uso de estas partículas como agentes de hipertermia magnética quedó descartado debido al bajo rendimiento que mostraron. En el segundo bloque se recoge el desarrollo una nueva síntesis de nanoprismas triangulares de oro para su uso como agentes de hipertermia óptica. Ésta síntesis evita el uso de surfactantes citotóxivos como el CTAB, y produce un buen rendimiento de estructuras planas. Además, es posible el control del tamaño, y por tanto de la banda de absorción de NIR, variando la relación molar de los reactivos. Estas partículas fueron estabilizadas de manera exitosa, y se evaluó su comportamiento como agentes transductores de luz a calor mediante su irradiación con un láser infrarrojo. Esta evalución como agentes generadores de calor se realizó tanto en solución, donde se encontró que incluso a bajas concentraciones la cantidad de energía liberada como calor es muy importante, como a nivel celular. En cuanto a su comportamiento en solución, los resultados son comparables a los mejores resultados publicados hasta el momento. Además, mediante el uso de una molécula termosensible se intentó evaluar la temperatura real en la superficie de las partículas. Por último, su uso a nivel celular, tras demostrar que las partículas no presentaban comportamiento citotóxico, demostró que este tipo de sistemas pueden ser utilizados tanto para fotoablación como para liberación de fármacos mediada por irradiación con luz. Un último experimento muestra además el potencial uso de estas partículas como agentes para imagen in vivo en fotoacústica.