IFISUR   23398
INSTITUTO DE FISICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Grafeno Amino-carboxi-funcionalizado: Estudio de la adsorción del fármaco mesalazina
Autor/es:
A. DIAZ COMPAÑY; G. ROMAN; S. SIMONETTI; S. ULACCO
Lugar:
La Plata
Reunión:
Congreso; 106ª Reunión de la Asociación Física Argentina; 2021
Resumen:
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 (-1.09 eV). Las interacciones absorbato-sustrato son promovidas por la formación de enlaces hidrógeno entre la molécula y los grupos funcionales de la superficie, que aumentan la estabilidad del sistema. A pH básico, la energía de la mesalazina desprotonada es la más estable (-1.60 eV). Se corrobora con el gráfico de DOS obtenido, donde se observa que la bi-funcionalización 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 adsorción se pueden atribuir a la modificación de los orbitales HOMO-LUMO de la mesalazina a pH básico. Nuestros resultados sugieren que la condición óptima 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 vehículo para la administración de mesalazina y fármacos similares.