Desarrollo de complejos de polielectrolitos autoensamblados de quitosano y fucoidano como sistema de administración de compuestos bioactivos

CASSANI LUCÍA; PRIETO, MIGUEL A; JESUS SIMAL GÁNDARA; GÓMEZ- ZAVAGLIA ANDREA; MARCOVICH, NORMA E.

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros y I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

El uso de polisacáridos de origen marino, por ejemplo, fucoidano (FUCO) y quitosano (QUITO), se ha incrementado en los últimos años debido a su abundancia, bajo costo, biocompatibilidad, biodegradabilidad y propiedades biológicas, que promueven su aplicación en nanotecnología como sistemas inteligentes de vehiculización de principios activos [1]. De hecho, los biopolímeros marinos son especialmente interesantes porque presentan características esenciales en la administración de compuestos bioactivos como son, buena biodisponibilidad y afinidad por el sitio objetivo (target). Cuando las soluciones de QUITO y FUCO se mezclan, los grupos amino con carga positiva de QUITO pueden interactuar con los grupos sulfato con carga negativa de FUCO a través de interacciones electrostáticas, lo que da como resultado la formación de complejos autoensamblados. Las estructuras complejas formadas por el autoensamblaje pueden proteger a los compuestos bioactivos de la degradación y mejorar su solubilidad, estabilidad y biodisponibilidad [2]. En este contexto, el objetivo del trabajo fue diseñar y caracterizar un sistema de transporte novedoso que incluye la formación de complejos de polielectrolitos autoensamblados de FUCO-QUITO con potencial aplicación como sistema de transporte de bioactivos. Para ello, se prepararon soluciones (0.1% y 0.5% m/v) de FUCO en agua Milli Q y QUITO en agua acidificada con ácido acético (1% v/v) y se estudiaron tres posibles combinaciones de biopolímeros (1FUCO:1QUITO; 5FUCO:1QUITO; 1FUCO:5QUITO). En cuanto al método de preparación, se estudiaron dos procedimientos: agitación (AG, 1 h, 1000 rpm, T=ambiente) y sonda ultrasónica (US, modo pulsos, pulso on=3seg, pulso off=7 seg durante 1 min, 80% amplitud, 500W). Una vez finalizada la preparación de los nanocomplejos, las suspensiones obtenidas por ambos métodos se centrifugaron. Se descartó el sobrenadante y el pellet se re-suspendió en agua destilada seguido de un tratamiento con sonda ultrasónica (1 min, 80% amplitud, 500W). Se realizó una caracterización de las propiedades fisicoquímicas de los complejos formados mediante ambas técnicas evaluando la distribución de tamaño (difracción laser), grupos funcionales (FTIR-ATR), y morfología (TEM, SEM). Los resultados indicaron que los complejos formados mediante US mostraron menor tamaño de partícula (0,67-8,36 µm) que las muestras sometidas a AG (0,97-10,96 µm). Con respecto a las proporciones de biopolímeros estudiadas, el tamaño promedio de partícula en la muestra 5FUCO:1QUITO fue significativamente menor que el observado en la muestra 1FUCO:5QUITO, independientemente del método empleado. El análisis de los grupos funcionales por FTIR-ATR demostró que las partículas formadas por ambos métodos presentaron las bandas características de QUITO y FUCO, indicando además la ocurrencia de interacciones no covalentes entre dichos polímeros. En particular, la banda de la flexión de los grupos NH2 (QUITO) apareció desplazada a 1532 cm-1, mientras que la banda de la tensión S=O (FUCO) apareció en la zona 1200-1250 cm-1. Estos resultados junto a los observados en las microscopías SEM y TEM demuestran la efectiva interacción entre los biopolímeros, sugiriendo su posible utilización como sistema de administración de principios activos.