Síntesis, caracterización y aplicaciones biomédicas de nano y macrogeles termosensibles

SORIANO PEREZ, LAURA; RIVAROLA, CLAUDIA ROSANA; ALUSTIZA, FABRISIO; BARBERO, CESAR A.; MOLINA, MARÍA A.; BONGIOVANNI ABEL, SILVESTRE

Encuentro; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

CNEA-INTI

Los hidrogeles (HGs) son redes entrecruzadas compuestas por cadenas poliméricas hidrofílicas o anfifílicas. Comúnmente se desarrollan como vehículos para transportar moléculas pequeñas o biomacromoléculas como proteínas o incluso ADN. En sus diferentes escalas, nano, micro y macrogeles estos materiales han demostrado ser muy versátiles para su utilización en aplicaciones biomédicas. En este trabajo se mostraran los resultados de diferentes aplicaciones de nano e HGs de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM).Una de las aplicaciones más estudiadas a lo largo de la última década es la utilización de nanogeles (NGs) inteligentes para la vehiculización de diferentes bioactivos. El objetivo de este trabajo fue sintetizar y caracterizar NGs termosensibles de PNIPAM, evaluar su toxicidad en cultivos celulares y su capacidad de vehiculizar ovalbúmina (OVA), como proteína modelo. La perspectiva de este trabajo incluye la experimentación en cerdos utilizando los NGs como vehículos vacunales para ser utilizados en mucosa respiratoria para agentes del Complejo Respiratorio Porcino (CRP). Se obtuvieron NGs termosensibles de diámetro hidrodinámico de 254 nm (medidos por Dispersión Dinamica de Luz (DLS)), los cuales al superar la temperatura de transición de fase colapsan a 63 nm. Mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) se observaron NGs con un alto nivel de homogeneidad en forma y tamaño. La capacidad de encapsulamiento de OVA fue de 94,47%. Y se vio un aumento de liberación a temperaturas superiores a la transición de fase. Se demuestra además que la proteína liberada no posee ninguna alteración producida por la encapsulación y que los NGs no presentan citotoxicidad en diferentes líneas celulares.En los últimos años el estudio de materiales sensibles a varios estímulos surge fuertemente para su aplicación en nanomedicina. En este contexto, se desarrolló un método de síntesis de nanocompositos de HGs termosensibles y nano-objetos de polímeros conductores, como ser nanopartículas y nanofibras de polianilina (PANI) y polipirrol (PPY). El mismo se basa en la síntesis del HG en presencia del nano-objeto. El polímero conductor es capaz de absorber radiación electromagnética y convertirla en calor, provocando la transición de fase del HG termosensible. Se estudió la morfología mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y la composición porcentual de cada nanocomposito utilizando análisis termogravimétricos (TGA). Se observó que la capacidad de hinchamiento de los nanocompositos así como la velocidad de hinchamiento dependen fuertemente de la naturaleza del nano-objeto incorporado. Bajo la acción de radiofrecuencia (RF), los nanocompositos aumentan su temperatura y colapsan luego de 320 s de exposición (320 kJ). Mientras que al ser expuestos a radiación de microondas la temperatura de transición de fase es alcanzada luego de 30 s (21 kJ). Estos resultados demuestran que los nanocompositos obtenidos son útiles como actuadores fototérmicos, pudiendo ser activados remotamente mediante la aplicación de radiación electromagnética.