Influencia de la morfología de nanopartículas de sílice mesoporosa en la cinética de liberación

Abstract

En este Trabajo de Fin de Grado se han sintetizado y caracterizado nanopartículas mesoporosas de dióxido de silicio (SiO₂-MSNs) con diferentes morfologías y funcionalizaciones superficiales, con el objetivo de evaluar su potencial como sistemas de liberación controlada de fármacos. La síntesis se ha llevado a cabo mediante el método sol-gel asistido por surfactantes catiónicos, incorporando expansores de poro y grupos amino mediante cocondensación. Las nanopartículas obtenidas fueron analizadas estructural y morfológicamente mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno y espectroscopía UV-Visible. Los resultados muestran que tanto el tipo de surfactante como la funcionalización con grupos amino modifican de manera significativa el tamaño de partícula, el diámetro de poro, el área superficial y la cinética de liberación de moléculas. La prueba de concepto se ha realizado mediante la carga y liberación del colorante fluoresceína isotiocianato (FITC) en condiciones fisiológicas simuladas. Los resultados evidencian que las nanopartículas funcionalizadas con aminos presentan mayor capacidad de carga y una liberación más eficiente y sostenida. Este trabajo confirma que las MSNs sintetizadas constituyen una plataforma prometedora para el diseño de sistemas avanzados de administración de fármacos, donde el control de la porosidad y la química superficial es clave para optimizar su desempeño terapéutico.

In this Bachelor’s Thesis, mesoporous silica nanoparticles (SiO₂-MSNs) with different morphologies and surface functionalizations were synthesized and characterized with the aim of evaluating their potential as controlled drug delivery systems. The synthesis was carried out through a solgel method assisted by cationic surfactants, incorporating pore expanders and amino groups via co-condensation. The obtained nanoparticles were structurally and morphologically analyzed by transmission electron microscopy (TEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption–desorption isotherms, and UV–Visible spectroscopy. The results show that both the type of surfactant and the amino functionalization significantly modify particle size, pore diameter, surface area, and the release kinetics of molecules. A proof of concept was performed by loading and releasing the fluorescent dye fluorescein isothiocyanate (FITC) under simulated physiological conditions. The results demonstrate that amino-functionalized nanoparticles exhibit higher loading capacity and a more efficient and sustained release. This work confirms that the synthesized MSNs represent a promising platform for the design of advanced drug delivery systems, where the control of porosity and surface chemistry is key to optimizing their therapeutic performance.