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Título

Preparación de nanopartículas magnéticas uniformes y de alta cristalinidad para biomedicina.

AutorRoca, Alejandro G.
DirectorMorales Herrero, María del Puerto; Serna Pereda, Carlos J.
Palabras claveNanopartículas magnéticas
Síntesis de nanopartículas
Aplicaciones biomédicas
Agentes de contraste
Administración de fármacos
Fecha de publicación31-mar-2010
ResumenLas nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (magnetita/maghemita) constituyen en la actualidad uno de los sistemas más prometedores dentro del campo de la biomedicina. En la presente tesis se ha estudiado la preparación de suspensiones coloidales de partículas de magnetita para aplicaciones biomédicas, abarcando desde la síntesis de partículas uniformes hasta la evaluación concreta en dos aplicaciones: obtención de imágenes por Resonancia Magnética y el trasporte/liberación de fármacos. Para llevar a cabo la síntesis de las partículas se ha estudiado un método muy novedoso como es el de la descomposición térmica de precursores orgánicos de hierro en disolventes orgánicos y en presencia de surfactantes. Este método conduce a nanopartículas magnéticas monodispersas y muy cristalinas cuyo tamaño medio puede variar en función de la cantidad de reactivos, disolvente, surfactante, etc... Las propiedades estructurales de estas partículas son mejores que las obtenidas por métodos más convencionales como la coprecipitación o la pirólisis láser. Tanto la magnetización de saturación como la coercitividad a baja temperatura resultaron ser muy parecidas a las del material masivo debido a su elevada cristalinidad y al enlace de las moléculas del ácido oleico a los iones de hierro de la superficie de las nanopartículas.
Dado el carácter hidrófobo de las partículas sintetizadas, éstas no son aptas para su uso en biomedicina por lo que se ha estudiado la transferencia al medio acuoso mediante el intercambio del ácido oleico de la superficie de las nanopartículas por el ácido dimercaptosuccínico. Mediante este ligando se ha conseguido obtener suspensiones estables en agua mediante repulsión electrostática y con diámetros hidrodinámicos menores de 100 nm. La tasa de mortalidad celular debido a la presencia de las nanopartículas resultó ser nula tras ser incubadas con células HeLa. Las nanopartículas obtenidas se evaluaron como agentes de contraste en la obtención de imágenes por Resonancia Magnética tanto in vitro, midiendo las propiedades relaxométricas de las suspensiones coloidales, como in vivo, obteniendo imágenes de diferentes órganos de las ratas tras inyectar las partículas en sangre. Los valores de relaxividad obtenidos son similares o mayores que los de los agentes de contraste comerciales y dependen tanto del tamaño de partícula como del tamaño de Dado el carácter hidrófobo de las partículas sintetizadas, éstas no son aptas para su uso en biomedicina por lo que se ha estudiado la transferencia al medio acuoso mediante el intercambio del ácido oleico de la superficie de las nanopartículas por el ácido dimercaptosuccínico. Mediante este ligando se ha conseguido obtener suspensiones estables en agua mediante repulsión electrostática y con diámetros hidrodinámicos menores de 100 nm. La tasa de mortalidad celular debido a la presencia de las nanopartículas resultó ser nula tras ser incubadas con células HeLa. Las nanopartículas obtenidas se evaluaron como agentes de contraste en la obtención de imágenes por Resonancia Magnética tanto in vitro, midiendo las propiedades relaxométricas de las suspensiones coloidales, como in vivo, obteniendo imágenes de diferentes órganos de las ratas tras inyectar las partículas en sangre. Los valores de relaxividad obtenidos son similares o mayores que los de los agentes de contraste comerciales y dependen tanto del tamaño de partícula como del tamaño de agregado.
Las nanopartículas poseen un tiempo de vida media en sangre de unos tres minutos y tras ser inyectadas en sangre se acumulan preferentemente en el hígado. Finalmente se llevó a cabo el diseño de un sistema de transporte y liberación de fármacos basado en la unión de la IFNγ a las nanopartículas y su posterior liberación. Esta unión fue posible realizarla por atracción electrostática ya que a pH 7 tanto las partículas como la IFNγ poseen distinta carga. La liberación de la IFNγ fue posible mediante un cambio de pH y la citoquina resulto ser funcionalmente activa tras su liberación e incluso unida a las nanopartículas magnéticas, siendo capaces de activar a macrófagos.
DescripciónTesis Doctoral elaborada en el Departamento de Materiales Particulados del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y presentada en el Departamento de Química Física I de la Universidad Complutense de Madrid el 30 de abril de 2009.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/22726
Aparece en las colecciones: (ICMM) Tesis
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