Nanomateriales de sílica amorfa como portadores de fármacos orientados al tratamiento de patologías del hueso

DANIELA VILLAFAIN; MARINA BUSSO; MARIELA AGOTEGARAY

Congreso; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Desde el punto de vista biomédico, los nanomateriales basados en sílica amorfa se pueden considerar como agentes promisorios en diversas aplicaciones, dadas ciertas características como biocompatibilidad, alta área superficial y estabilidad [1,2]. En especial, la sílica o sílice amorfa es estudiada en el campo del tratamiento de patologías óseas, dado que ha sido demostrado que el silicio presenta propiedades bioactivas a nivel del hueso, estimulando los osteocitos e inhibiendo los osteoclastos [3]. En este trabajo se empleó el método de Stöber con modificaciones para la obtención de nanopartículas de sílice amorfa (NPs-SiO2) y modificadas con 3-aminopropiltrietoxisilano (NPsSiO2@NH2) para la incorporación de fármacos modelo del tipo de los antiinflamatorios no esteroidales, diclofenac (D) e ibuprofeno (I). Se evaluaron dos vías de incorporación de los mismos: 1. Encapsulamiento del fármaco durante la síntesis de las (NPs-SiO2-D; NPs-SiO2-I); 2. Inducción de enlaces covalentes vía carbodiimida, entre los grupos amino superficiales de las NPs-SiO2@NH2 y los grupos carboxilo de los fármacos (NPs-SiO2@NH2-D; NPs-SiO2@NH2-I). Las formulaciones obtenidas por las distintas vías fueron caracterizadas integralmente desde el punto de vista fisicoquímico. El potencial zeta y el diámetro hidrodinámico fueron determinados por la técnica de dispersión de luz dinámica (DLS), cuyos resultados se muestran en la tabla 1. Las variaciones en la carga superficial y en el diámetro hidrodinámico respecto de las formulaciones iniciales indicaron evidencia de la incorporación de los fármacos. Los resultados obtenidos por FTIR y espectroscopia UV-Visible demostraron interacciones entre los grupos funcionales de los fármacos con la estructura de las NPs. De acuerdo al análisis UV el porcentaje de incorporación de diclofenac fue del 100% en NPs-SiO2-D y del 96,65% para NPs-SiO2-I. Para el caso del acoplamiento covalente este porcentaje no pudo ser definido por espectroscopia UV dadas las interferencias del medio de reacción en la cuantificación. Esto también se vio reflejado en los resultados termogravimétricos, donde se observaron pérdidas de masa correspondientes a la descomposición térmica de ambos fármacos alrededor de 273°C para el diclofenac y de 81°C para el iburpofeno. Los resultados de la cuantificación de silicio mediante ICP arrojaron valores menores para las NPs funcioanalizadas en comparación con las NPs-SiO2 dando cuenta de que todos los pasos de funcionalización para cada formulación resultaron exitosos. Las micrografías TEM demostraron cambios en la morfología de las NPs dependiente de la funcionalización. De este modo, en este trabajo fue posible obtener NPs de sílica amorfa funcionalizadas con fármacos modelo con potenciales aplicaciones en el campo biomédico, sintetizar exitosamente las nanopartículas NPs-SiO2 y NPs-SiO2@NH2, al igual que pudo incorporarse satisfactoriamente los fármacos modelo mediante las dos vías propuestas.