Efecto de la variación de los grupos constituyentes de sistemas dendriméricos en la generación de películas nanoestructuradas para la administración de fármacos

DIB N; FERNANDEZ L; REVIGLIO L; CALDERON M; MARTINELLI M; STRUMIA M; MORALES G; OTERO L; SANTO M

Cordoba

Encuentro; Nanocordoba2014; 2014

Facultad de Ciencias Químicas, Universidad nacional de Córdoba.

Durante las u´ltimas d´ecadas, las t´ecnicas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB) han sido ampliamente utilizadas para la caracterizaci´on y manipulaci´on de una gran variedad de nanomateriales, consider´andose herramientas esenciales para el estudio y la fabricaci´on de dispositivos nanoestructurados [1]. Los dendrones y dendr´ımeros son macromol´eculas con gran potencial para la nanoestructuraci´on mediante las t´ecnicas de Langmuir y LB, debido a sus caracter´ısticas estructurales u´nicas y sus propiedades f´ısico-qu´ımicas. Estas macromol´eculas se caracterizan por presentar una estructura tridimensional ramificada bien definida, tendencia a adoptar forma globular y peso molecular preciso [2], lo cual los convierte en bloques de construcci´on ideales para una gran variedad de materiales interfaciales, como monocapas auto-ensambladas, pel´ıculas de Langmuir, pel´ıculas LbL, entre otros. Las pel´ıculas de Langmuir y LB de mol´eculas dendrim´ericas se han utilizado en diversas aplicaciones, como el desarrollo de dispositivos optoelectr´onicos, sensores qu´ımicos y biol´ogicos y soportes para la administraci´on de f´armacos [3]. En este trabajo se informan los estudios experimentales y computacionales realizados con el prop´osito de formar y caracterizar pel´ıculas de Langmuir y LB de dendrones con diferentes caracter´ısticas estructurales. El objetivo de este estudio es comprender el mecanismo de ensamblaje molecular de estructuras dendrim´ericas en la interfase aire-agua, lo cual es relevante para optimizar el desarrollo de pel´ıculas ordenadas con potencial aplicaci´on en la encapsulaci´on y liberaci´on controlada de agentes activos. La utilizaci´on de dendrones con diferentes grupos terminales, ramificaciones y punto focal permite evaluar la influencia de los diversos grupos constituyentes del sistema dendrim´erico en la generaci´on de monocapas. Inicialmente se formaron monocapas de los dendrones sobre la interfase aire-agua mediante la t´ecnica de Langmuir y se caracterizaron mediante isotermas de presi´on superficial-´area molecular. A su vez, se llev´o a cabo el modelado de los sistemas dendrim´ericos utilizando el m´etodo semiemp´ırico AM1 y a partir de estos c´alculos se obtuvieron descriptores que permitieron calcular el ´area molecular ocupada por los dendrones. La comparaci´on de estos par´ametros con el ´area por mol´ecula obtenida experimentalmente permite alcanzar una mejor comprensi´on de la organizaci´on adoptada en la interfase por los constituyentes de la monocapa [4,5]. Adem´as se determinaron las isotermas de presi´on superficial-´area molecular de las monocapas de los dendrones a diferentes temperaturas con el objetivo de analizar la organizaci´on de las mol´eculas en la interfase aire-agua. Tambi´en se realizaron estudios de reversibilidad y estabilidad de las monocapas de los dendrones, mediante ciclos de compresi´on-expansi´on sucesivos y mediciones isob´aricas de la deformaci´on de las pel´ıculas, para determinar las condiciones ´optimas de transferencia de las monocapas sobre sustratos s´olidos. Las monocapas de los dendrones se transfirieron sobre mica, mediante la t´ecnica de LB, y se caracterizaronmediante AFM. Esto permiti´o conocer la homogeneidad de las pel´ıculas, la existencia y magnitud de defectos superficiales, y el grado de recubrimiento de la superficie. Los resultados obtenidos permitieron concluir que los dendrones estudiados, bajo condiciones apropiadas, forman pel´ıculas estables y reproducibles en la interfase aire-agua, las cuales pueden ser utilizadas para modificar superficies. El grupo focal tiene un rol muy importante en el comportamiento del dendr´on en la interfase aire-agua y determina, en gran medida, las caracter´ısticas estructurales de las pel´ıculas obtenidas y su potencial aplicaci´on como sistemas de administraci´on de f´armacos mediada por superficie.