Estudios de liberación en nanopartículas de sílice mesoporosa funcionalizadas covalentemente con grupos amino

Abstract

En este trabajo se ha realizado un estudio comparativo sobre la liberación de una molécula modelo cargada con nanopartículas de sílice mesoporosa funcionalizadas covalentemente con grupos amino (MSN-10 %) y sin funcionalizar (MSN). Se usaron nanopartículas de sílice mesoporosa por sus extraordinarias propiedades beneficiosas para la administración de fármacos como son una gran superficie específica y volumen de poro, superficie funcionalizable y biocompatibilidad. Para realizar este estudio, primero se caracterizaron los dos tipos de nanopartículas. Para ello, se ha empleado la microscopía electrónica de transmisión (TEM) para determinar la morfología y dimensiones de las nanopartículas y la termogravimetría (TG) para caracterizar cuantitativamente la funcionalización y carga de las nanopartículas. En segundo lugar, se caracterizó mediante termogravimetría y espectroscopía ultravioleta visible (UV-Vis) la molécula modelo empleada, fluoresceína, una molécula anfótera que varía su estructura dependiendo del pH. Finalmente, tras una incubación de 24h de las nanopartículas MSN y MSN-10% con la fluoresceína para su cargado, se realizaron estudios de cinética de liberación a diferentes pH mediante espectroscopía UV-Vis. Los resultados obtenidos muestran como las cinéticas de liberación de fluoresceína de las nanopartículas funcionalizadas con grupos amino, ya que las no funcionalizadas no llegaron a cargarse, obtienen tiempos de liberación más elevados a pH ácidos. Esto se puede justificar debido a la menor solubilidad de la fluoresceína en el medio ´acido.

In the present work a comparative study on the release of a model moiety was carried out. The moiety was loaded into mesoporous silica nanoparticles covalently functionalized with amino groups (MSN-10 %) and with no functionalization (MSN). Mesoporous silica nanoparticles were used due to their extraordinary properties which are beneficial for drug delivery. These main properties are a great specific surface area and pore volume, functionalizable surface and biocompatibility. For the execution of the research, first both types of nanoparticles were characterized. In order to do that, electronic transimision microscopy (TEM) was used to determine not only the morphology but also the size of the nanoparticles. In addition, termogravimetry (TG) was used to quantitatively characterize the functionalization and loading of the nanoparticles. Secondly, using termogravimetry and ultraviolet visible spectroscopy (UV-Vis) the model moiety was described. Fluorescein, an amphoteric moiety which structure changes according to the pH. Last but not least, after a 24 hour incubation of MSN and MSN-10% together with fluorescein ir order to complete the loading, release kinetic studies were performed at different pH using UV-Vis spectroscopy. Results show how flourescein release kinetics of functionalized nanoparticles, as the non funcionalized were not loaded, achieve higher release times the more acid the pH is. This phenomena can be justified because of fluorescein’s lower solubility in acid solutions.