GRAFENO AMINO-CARBOXI-FUNCIONALIZADO: ESTUDIO DE LA ADSORCION DEL F ́ ARMACO MESALAZINA

G. ROMAN; A. DIAZ COMPAÑY; S. ULACCO; S. SIMONETTI

Congreso; 106a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2021

El diseño de nuevos sistemas de administración de medicamentos es un desafío a superar con el objetivo de encontrar estrategias terapéuticas que disminuyan la frecuencia de administración y aumenten la eficiencia de los medicamentos. En este trabajo proponemos diferentes superficies de grafeno para modificar la administración del fármaco mesalazina. La adsorción en grafeno prístino y en grafeno funcionalizado con grupos amino y grupos amino-carboxilo se analiza a nivel de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). El anillo aromático de la mesalazina se localiza coplanar a la superficie del grafeno prístino y es atraído débilmente por interacciones del tipo π-π (-0.53 eV). Sin embargo, la energía de adsorción es casi inestable (-0.17 eV) cuando la molécula se adsorbe en el grafeno funcionalizado con el grupo amino, ya que el factor de efecto estérico impide la interacción π -π entre la molécula y los anillos superficiales. Por el contrario, se favorece la energía de adsorción de la mesalazina con la superficie de grafeno funcionalizada simultáneamente con los grupos amino y carboxílico (-1.09eV). Las interacciones absorbato-sustrato son promovidas por la formación de enlaces hidrogeno entre la molécula y los grupos funcionales de la superficie, que aumentan la estabilidad del sistema. A pH b ́asico, la energía de la mesalazina desprotonada es la mas estable (-1.60 eV). Se corrobora con el grafico de DOS obtenido, donde se observa que la bi-funcionalizacion disminuye el ancho entre las bandas de conducción y de valencia, facilitando las interacciones entre el fármaco y la superficie. Otros cambios en la mejora en la adsorci ́on se pueden atribuir a la modificación de los orbitales HOMO-LUMO de la mesalazina a pH básico. Nuestros resultados sugieren que la condición optima para la adsorción de la mesalamina, promueve al grafeno bi-funcionalizado como un portador prometedor cuando el fármaco debe ser suministrado al paciente en condiciones de basicidad (p. ej. los fluidos intestinales); esta condición sumada al análisis de la densidad electrónica que descarta cambios notables en la estructura durante la adsorción, permite concluir que el grafeno bi-funcionalizado podría convertirse en un potencial vehıculo para la administraci ́on de mesalazina y f ́armacos similares.