Título
Nanopartículas de quitosano hidrofobizado con potencial terapéutico en el suministro de insulina
Autor
EMMANUEL ROBLES AVILA
Colaborador
MIGUEL ANGEL VALDES COVARRUBIAS (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
Tesis de doctorado en ciencia de materiales. En este trabajo de investigación se estudió la influencia de la modificación hidrofóbica del biopolímero quitosano en la formación de nanopartículas (NPs) complejadas con la proteína insulina. Este sistema es propuesto como vehículo de transporte, y liberador in situ del fármaco en tratamientos alternativos (oral o nasal) en pacientes con diabetes mellitus tipo 2. La modificación hidrofóbica del quitosano se realizó mediante una reacción de alquilación sustituyendo en ion amino del biopolímero, cadenas hidrocarbonadas de aldehídos, de diferentes pesos moleculares (8, 10 y 12 carbonos) y en diferentes porcentajes de sustitución (5, 10 y 50 %), logrando obtener una variedad de quitosanos derivatizados con la finalidad de modular las interacciones hidrofobicas con la proteína. La formación de nanopartículas se desarrolló con la técnica de gelificación ionotrópica utilizando tripolisfofato pentasódico (TPP) como agente iónico y precursor de la formación de las NPs de quitosano. En esta etapa, se emplearon diferentes valores de pH logrando obtener NPs por debajo de los 300 nm de diámetro, característica deseable en la compatibilidad fisiológica. Con la finalidad de determinar la consecución de la reacción de derivatización se utilizaron las técnicas de resonancia magnética nuclear de protón (RMN 1H) y espectroscopía de infrarrojo (FT-IR), esta última además se empleó para identificar la asociación de la insulina en las nanopartículas insulina-quitosano. Los tamaños y carga superficial de las NPs se determinaron mediante dispersión dinámica de luz (DLS) y potencial zeta (PZ), respectivamente, encontrando que las NPs formadas con los quitosanos derivatizados se obtienen en general NPs de menor tamaño y con mayor carga superficial, idóneo en las capacidades de bioadhesividad del sistema. Además, se observó mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM) que las NPs hechas con los quitosanos derivatizados presentan forma ovoide, efecto asociado a la estructuración propiciada por las cadenas hidrófobas presentes en el quitosano derivatizado. También se realizaron mediciones de tensiometría de gota (TG) con el objetivo de caracterizar el efecto hidrofóbico en las propiedades reológicas interfaciales en la interfase aire-líquido. El estudio de calorimetría de titulación (ITC) se utilizó con la finalidad de comprender termodinámicamente el tipo de interacción entre los diferentes componentes presentes en la síntesis de las nanopartículas insulina-quitosano. Mientras que la eficiencia de asociación y de carga del fármaco en las NPs se estudió en diferentes condiciones para determinar las condiciones óptimas de acomplejación. Estos resultados muestran que las NPs formadas con quitosanos hidrofobizados poseen mayor eficiencia de asociación y de capacidad de carga de la insulina a pH 6.0 en comparación con las NPs de quitosano sin modificar. También se desarrollaron estudios de la cinética de liberación in vitro en soluciones acuosas en diferentes pHs de solución (pH 5.3, 6.0 y 7.4), los cuales muestran que la cinética de liberación de la insulina es controlada y sostenida con las NPs hechas con quitosanos hidrofobizados. Por último, se realizaron experimentos de dicroísmo circular (CD) de la insulina tras los estudios de liberación. Estos resultados confirman que la proteína mantiene su estructura nativa, sugiriendo que la insulina conserva su funcionalidad biológica tras la acomplejación al mantener su estructura secundaria y terciaria sin alteraciones. Esta serie de resultados muestran que la formación de NPs insulina-quitosano modificado hidrofóbicamente tiene potencial para emplearse como sistema de liberación del fármaco en tratamientos contra el padecimiento de la diabetes mellitus tipo 2.
Fecha de publicación
2013
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional UNISON
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