Nanopartículas poliméricas preparadas por electrospray coaxial para liberación controlada de embelina
El avance en la producción de nanopartículas se ha convertido en un área de gran relevancia en el ámbito biomédico debido a su potencial para mejorar la administración de fármacos, optimizando su biodisponibilidad, solubilidad y eficacia terapéutica. En particular, el uso de nanopartículas como sist...
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| Otros Autores: | |
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Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
2025
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Producción de nanopartículas Embelina Sistemas de liberación controlada Aplicaciones biomédicas Quitosano Técnica de electrospray Atomización electrohidrodinámica (EHDA) Microscopía electrónica de barrido (SEM) Cinética de liberación de embelina Martínez Cebada, Agustín Nanopartículas poliméricas preparadas por electrospray coaxial para liberación controlada de embelina |
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Producción de nanopartículas Embelina Sistemas de liberación controlada Aplicaciones biomédicas Quitosano Técnica de electrospray Atomización electrohidrodinámica (EHDA) Microscopía electrónica de barrido (SEM) Cinética de liberación de embelina |
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El avance en la producción de nanopartículas se ha convertido en un área de gran relevancia en el ámbito biomédico debido a su potencial para mejorar la administración de fármacos, optimizando su biodisponibilidad, solubilidad y eficacia terapéutica. En particular, el uso de nanopartículas como sistemas de liberación controlada permite una dosificación más precisa, reducción de efectos adversos y mayor estabilidad de los compuestos activos. Estas ventajas son especialmente importantes en el contexto de enfermedades infecciosas y patologías crónicas, donde el control de la concentración del principio activo en el organismo es crucial para maximizar su efectividad y minimizar la toxicidad sistémica. En este trabajo, se desarrollaron nanopartículas de quitosano mediante la técnica de electrospray para la encapsulación de embelina, un agente bioactivo con propiedades antimicrobianas y terapéuticas. El quitosano, un biopolímero derivado de la quitina, es ampliamente utilizado en biomedicina por su biocompatibilidad, biodegradabilidad y efecto antimicrobiano. Su capacidad de adhesión a superficies biológicas y su versatilidad para formar sistemas de liberación controlada lo convierten en un material ideal para aplicaciones farmacéuticas avanzadas. En este estudio, el quitosano se empleó como matriz polimérica para la obtención de nanopartículas capaces de vehiculizar y proteger compuestos bioactivos. Por otra parte, la embelina, una benzoquinona con actividad antimicrobiana, anticonvulsivante y antidiabética, se extrae en Argentina del arbusto Oxalis erythrorhiza Gill, el cual crece en altitudes elevadas en la provincia de San Juan. Sin embargo, su baja solubilidad en agua limita su aplicación directa, lo que motiva su encapsulación en sistemas nanoestructurados para mejorar su estabilidad y liberación controlada. Para la producción de las nanopartículas se empleó la técnica de electrospray, o electrospraying, también conocida como atomización electrohidrodinámica (EHDA), que permite obtener partículas con tamaños controlados y morfologías uniformes sin requerir agentes surfactantes o disolventes orgánicos en exceso. Se optimizaron las condiciones del proceso para garantizar una alta eficiencia de encapsulación, estabilidad estructural y reproducibilidad de los sistemas obtenidos. La caracterización morfológica se realizó a partir de microscopía electrónica de barrido (SEM) para evaluar el diámetro medio y la distribución del tamaño de las partículas. La caracterización fisicoquímica incluyó el estudio mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos x (DRX), calorimetría diferencial de barrido (DSC), estudio de la conductividad de las soluciones poliméricas, y la determinación de la eficiencia de encapsulación mediante espectrofotometría ultravioleta-visible. Asimismo, se evaluó la cinética de liberación de embelina desde las partículas, en condiciones fisiológicas simuladas en medio buffer, resultando un perfil caracterizado por una fase inicial de liberación rápida seguida de una liberación sostenida en el tiempo. Este comportamiento es deseable para tratamientos donde se requiere una acción inmediata del fármaco (dosis de ataque) seguida de una liberación prolongada que mantenga la concentración terapéutica en el sitio de acción. Finalmente, se realizó un estudio de mercado respecto del equipamiento y sistemas de liberación similares disponibles. Además, se exploraron aspectos clave para la escalabilidad del sistema, evaluando la viabilidad de su producción a nivel preindustrial y el cumplimiento de normativas regulatorias para su posible aplicación clínica. El desarrollo de estos sistemas de liberación controlada representa una estrategia prometedora para mejorar la administración de compuestos bioactivos poco solubles en agua, y plantea nuevas oportunidades en el tratamiento de infecciones y otras patologías. Este estudio contribuye al conocimiento sobre la aplicación de nanopartículas poliméricas en biomedicina y sienta las bases para futuras investigaciones orientadas a su implementación en terapias avanzadas, favoreciendo el diseño de estrategias terapéuticas más efectivas y seguras. |
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Cortez Tornello, Pablo Roberto |
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Estas ventajas son especialmente importantes en el contexto de enfermedades infecciosas y patologías crónicas, donde el control de la concentración del principio activo en el organismo es crucial para maximizar su efectividad y minimizar la toxicidad sistémica. En este trabajo, se desarrollaron nanopartículas de quitosano mediante la técnica de electrospray para la encapsulación de embelina, un agente bioactivo con propiedades antimicrobianas y terapéuticas. El quitosano, un biopolímero derivado de la quitina, es ampliamente utilizado en biomedicina por su biocompatibilidad, biodegradabilidad y efecto antimicrobiano. Su capacidad de adhesión a superficies biológicas y su versatilidad para formar sistemas de liberación controlada lo convierten en un material ideal para aplicaciones farmacéuticas avanzadas. En este estudio, el quitosano se empleó como matriz polimérica para la obtención de nanopartículas capaces de vehiculizar y proteger compuestos bioactivos. Por otra parte, la embelina, una benzoquinona con actividad antimicrobiana, anticonvulsivante y antidiabética, se extrae en Argentina del arbusto Oxalis erythrorhiza Gill, el cual crece en altitudes elevadas en la provincia de San Juan. Sin embargo, su baja solubilidad en agua limita su aplicación directa, lo que motiva su encapsulación en sistemas nanoestructurados para mejorar su estabilidad y liberación controlada. Para la producción de las nanopartículas se empleó la técnica de electrospray, o electrospraying, también conocida como atomización electrohidrodinámica (EHDA), que permite obtener partículas con tamaños controlados y morfologías uniformes sin requerir agentes surfactantes o disolventes orgánicos en exceso. Se optimizaron las condiciones del proceso para garantizar una alta eficiencia de encapsulación, estabilidad estructural y reproducibilidad de los sistemas obtenidos. La caracterización morfológica se realizó a partir de microscopía electrónica de barrido (SEM) para evaluar el diámetro medio y la distribución del tamaño de las partículas. La caracterización fisicoquímica incluyó el estudio mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos x (DRX), calorimetría diferencial de barrido (DSC), estudio de la conductividad de las soluciones poliméricas, y la determinación de la eficiencia de encapsulación mediante espectrofotometría ultravioleta-visible. Asimismo, se evaluó la cinética de liberación de embelina desde las partículas, en condiciones fisiológicas simuladas en medio buffer, resultando un perfil caracterizado por una fase inicial de liberación rápida seguida de una liberación sostenida en el tiempo. Este comportamiento es deseable para tratamientos donde se requiere una acción inmediata del fármaco (dosis de ataque) seguida de una liberación prolongada que mantenga la concentración terapéutica en el sitio de acción. Finalmente, se realizó un estudio de mercado respecto del equipamiento y sistemas de liberación similares disponibles. Además, se exploraron aspectos clave para la escalabilidad del sistema, evaluando la viabilidad de su producción a nivel preindustrial y el cumplimiento de normativas regulatorias para su posible aplicación clínica. El desarrollo de estos sistemas de liberación controlada representa una estrategia prometedora para mejorar la administración de compuestos bioactivos poco solubles en agua, y plantea nuevas oportunidades en el tratamiento de infecciones y otras patologías. Este estudio contribuye al conocimiento sobre la aplicación de nanopartículas poliméricas en biomedicina y sienta las bases para futuras investigaciones orientadas a su implementación en terapias avanzadas, favoreciendo el diseño de estrategias terapéuticas más efectivas y seguras. Fil: Martínez Cebada, Agustín. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina 2025-02-10 Thesis info:eu-repo/semantics/acceptedVersion info:ar-repo/semantics/tesis de grado info:eu-repo/semantics/bachelorThesis application/pdf http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/handle/123456789/1019 spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina |