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Caracterización de nanogeles termosensibles cargados con fármacos y nanopartículas con resonancias plasmónicas en la primera ventana biológica
Characterization of thermosensitive nanogels loaded with drugs and nanoparticles with plasmonic resonances in the first biological window
Leidy Paola Quiroga Sánchez
Jacob Licea Rodríguez
ANGEL LICEA CLAVERIE
Acceso Abierto
Atribución
plasmónica, nanopartículas de oro, terapia fototérmica, sistemas de liberación de fármacos
Plasmonics, gold nanoparticles, photothermal therapy, drug delivery systems
Los efectos térmicos asociados a resonancias plasmónicas en nanopartículas metálicas han demostrado tener aplicaciones en diversas disciplinas, entre las que destaca la medicina y el desarrollo de técnicas para el tratamiento del cáncer. Este proyecto de tesis busca aportar al desarrollo de métodos para la administración dirigida de fármacos usando las propiedades ópticas de nanopartículas metálicas como agente activador en la liberación de fármacos cargados en nanogeles termosensibles. Para seleccionar el tipo de nanopartícula adecuada a esta aplicación, se realizó una revisión bibliográfica y se evaluaron las propiedades ópticas, térmicas y morfológicas de nanopartículas de oro con geometría de barras y tetrápodos. La respuesta térmica se midió utilizando termopares comerciales, la caracterización óptica mediante espectroscopía óptica y la morfológica se realizó mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) y dispersión de luz dinámica (DLS). Aunque los nanotetrápodos de oro mostraron una alta eficiencia de conversión fototérmica no fue posible conservar su morfología, y por ende propiedades ópticas, tras un par de semanas. Por el contrario, las nanobarras de oro demostraron tener una alta eficiencia de conversión fototérmica y estabilidad morfológica a temperatura ambiente hasta tres meses después del proceso de síntesis. Por esta razón se decidió continuar el proyecto usando las nanobarras de oro como agente activador fototérmico. Para evaluar la cinética de liberación de fármaco con y sin irradiación, se llevaron a cabo estudios de carga y liberación controlada del fármaco en experimentos in-vitro. En los que se comprobó una aceleración en la liberación del fármaco debido a efectos plasmónicos. Finalmente, se evaluó la aplicación de estos sistemas en la línea celular NCI-H1437 (correspondiente a células de cáncer de pulmón). Estos últimos resultados permitieron concluir acerca de la biocompatibilidad del nanogel, la conveniencia de la irradiación, la citotoxicidad de los sistemas usados y su efecto directo sobre las células.
The thermal effects associated with plasmonic resonances in metallic nanoparticles have demonstrated to have applications in various disciplines, including medicine and the development of techniques for cancer treatment. This thesis project aims to contribute to the development of methods for the targeted administration of drugs using the optical properties of metallic nanoparticles as an activating agent in the release of drugs loaded in thermosensitive nanogels. To select the type of nanoparticle suitable for this application, a bibliographic review was carried out, and the optical, thermal and morphological properties of gold nanoparticles with rod and tetrapod geometry were evaluated. The thermal response was measured using commercial thermocouples, the optical characterization was performed by optical spectroscopy, and the morphological characterization by transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering (DLS). Although the gold nanotetrapods showed a high photothermal conversion efficiency, it was impossible to preserve their morphology and optical properties after a couple of weeks. In contrast, the gold nanorods showed to have high photothermal conversion efficiency and morphological stability at room temperature up to three months after their synthesis process. For this reason, it was decided to continue the project using the gold nanorods as a photothermal activating agent. Controlled drug release and loading experiments were performed in in-vitro to assess drug release kinetics with and without irradiation. In which an acceleration in the release of the drug was obtained due to plasmonic effects. Finally, the application of these systems was evaluated using the NCI-H1437 cell line (corresponding to lung cancer cells). These last results allowed us to conclude about the biocompatibility of the nanogel, the convenience of irradiation, the cytotoxicity of the used systems and their direct effect on the cells.
CICESE
2023
Tesis de maestría
Español
Quiroga Sánchez, L.P. 2023. Caracterización de nanogeles termosensibles cargados con fármacos y nanopartículas con resonancias plasmónicas en la primera ventana biológica. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 68 pp.
OPTICA FÍSICA
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