Síntesis de nanopartículas de polipirrol y análisis térmico por irradiación láser

Abstract

Los tratamientos convencionales para diversas enfermedades implican varios efectos secundarios y poca efectividad para algunas enfermedades, por ejemplo, el uso de quimioterapéuticos en cáncer. Debido a lo anterior, han surgido diversas estrategias, entre las que se destaca el uso de la nanotecnología, donde se ha estudiado el desarrollo de nanoplataformas de diferentes materiales, las cuales tienen el potencial de disminuir los efectos secundarios de los tratamientos, así como aumentar la eficiencia de los mismos. Dentro de estos tratamientos destaca el uso de materiales capaces de convertir energía no dañina para las células y tejidos en calor, el cual se usa para eliminar a células diana por ablación térmica, reduciendo la toxicidad sistémica y los efectos secundarios. Diversos materiales se pueden utilizar para el desarrollo de dichas nanoplataformas, pero se destacan los metales nobles, estructuras a base de carbono y materiales poliméricos, como por ejemplo el polipirrol, el cual, en su forma nanoestructurada puede ser capaz de absorber la luz en un rango del espectro electromagnético en el que existe interacción mínima entre la luz y las células y tejidos, llamado ventana biológica. En este trabajo se llevó a cabo la síntesis de nanopartículas de polipirrol mediante la oxidación química monómero pirrol para producir polipirrol en forma de nanopartículas. Como resultado de la síntesis, se obtuvo un sistema homogéneo de nanopartículas con un tamaño promedio de 98.1 ± 1.79 nm, monodispersas, con un índice de polidispersidad de 0.039 ± 0.02 y con una buena estabilidad coloidal, con valores de potencial Z promedio de 20 ± 2.09 mV. Además, las nanopartículas resultaron capaces de absorber luz en la ventana biológica, con una banda de absorbancia en el rango del infrarrojo cercano. Asimismo, las características fisicoquímicas de dichas nanopartículas de polipirrol se evaluaron a diferentes pH, con el fin de evaluar posibles cambios en las propiedades fisicoquímicas de las mismas. Se evaluaron a valores de pH de 4.2, 6.0, 7.4, 8.0 y 10.0, encontrándose que este parámetro no tiene efecto sobre el tamaño de las nanopartículas de polipirrol; sin embargo, se encontró que el potencial Z disminuye notablemente al aumentar el pH de la solución, al pasar de un pH acido a uno básico. A su vez, el cambio de pH en las soluciones de nanopartículas provocó cambios en el espectro UV-vis, encontrándose que este tiende a tener un recorrimiento hacia longitudes de onda más cortas, modificando así la longitud de onda a la que se da la absorbancia máxima de la solución de nanopartículas. Una vez caracterizadas las nanopartículas, se evaluaron las propiedades fototérmicas usando un láser continuo de a una longitud de onda de 808 nm, con una potencia de 1.5 W. Este análisis mostró claros incrementos de la temperatura de la solución al irradiar con el láser, encontrando que la temperatura obtenida está ligada a la concentración de nanopartículas en solución, con incrementos de temperatura en la solución de alrededor de 25ºC, para la solución más concentrada de nanopartículas usada (30 µg/mL). En base a los resultados obtenidos se piensa que este tipo de material tiene un gran potencial para su uso en aplicaciones médicas, como lo son las terapias fototermicas para la ablacion térmica de células cancerígenas. Asimismo, el presente trabajo realiza aportaciones en el desarrollo de materiales con aplicaciones médicas, mas especificamente en el comportamiento que tienen las nanopartículas de polipirrol en diferentes condiciones de pH