Nanobarras de oro cubiertas con polímeros biocompatibles con potencial aplicación en terapia fototérmica

Abstract

Tesis de doctorado en nanotecnología. Las nanobarras de oro (AuNBs) presentan propiedades ópticas únicas que pueden ser explotadas para utilizarlas en diversas áreas, incluyendo la medicina, en particular, en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. El método de crecimiento mediado por semillas es el protocolo más utilizado para la síntesis de este tipo de partículas, en este método se prepara una solución de nanopartículas esféricas de oro de alrededor de 1-2 nm (“semillas”) y luego estas se adicionan a una solución que promueve el crecimiento anisotrópico de las “semillas” hasta producir las AuNBs. En estudios previos se ha utilizado el HCl como aditivo para mejorar el rendimiento de formación de AuNBs así como para ajustar el plasmón de resonancia de las mismas, sin embargo, no es muy claro el papel que juega dicho compuesto en el control de la relación de aspecto. Por otro lado, se ha mostrado que el CTAB, frecuentemente utilizado en la síntesis de AuNBs, es muy tóxico, y la completa remoción del mismo es indispensable para aplicar estos sistemas en la práctica médica. Por lo anteriormente descrito, en este trabajo se sintetizaron AuNBs usando el método mediado por semillas a pH ácido y se estudió el papel que juega el HCl en el control de la relación de aspecto. Después estas partículas fueron recubiertas con quitosano para eliminar por completo el CTAB, además el alginato y el PVA se utilizaron para proporcionarles mayor estabilidad, se estudió el efecto de estas cubiertas poliméricas sobre la eficiencia de transducción fototérmica y se evaluó la citotoxicidad de las AuNBs en una línea celular de cáncer de mama. Los resultados muestran que el efecto del HCl consiste aparentemente en detener el crecimiento de las nanobarras de oro en etapas intermedias de su desarrollo debido a que ralentiza la deposición de átomos de oro. Se logró eliminar el CTAB y se reemplazó por quitosano, después se adsorbió alginato o PVA sobre las nanobarras, con esto se disminuyó significativamente la citotoxicidad en comparación con las nanobarras cubiertas con CTAB. Además, las cubiertas poliméricas utilizadas no afectaron la eficiencia de las partículas para transformar la luz absorbida en calor y mostraron ser efectivas para disminuir la viabilidad celular a través de hipertermia producida por irradiación láser. Las nanobarras de oro (AuNBs) presentan propiedades ópticas únicas que pueden ser explotadas para utilizarlas en diversas áreas, incluyendo la medicina, en particular, en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. El método de crecimiento mediado por semillas es el protocolo más utilizado para la síntesis de este tipo de partículas, en este método se prepara una solución de nanopartículas esféricas de oro de alrededor de 1-2 nm (“semillas”) y luego estas se adicionan a una solución que promueve el crecimiento anisotrópico de las “semillas” hasta producir las AuNBs. En estudios previos se ha utilizado el HCl como aditivo para mejorar el rendimiento de formación de AuNBs así como para ajustar el plasmón de resonancia de las mismas, sin embargo, no es muy claro el papel que juega dicho compuesto en el control de la relación de aspecto. Por otro lado, se ha mostrado que el CTAB, frecuentemente utilizado en la síntesis de AuNBs, es muy tóxico, y la completa remoción del mismo es indispensable para aplicar estos sistemas en la práctica médica. Por lo anteriormente descrito, en este trabajo se sintetizaron AuNBs usando el método mediado por semillas a pH ácido y se estudió el papel que juega el HCl en el control de la relación de aspecto. Después estas partículas fueron recubiertas con quitosano para eliminar por completo el CTAB, además el alginato y el PVA se utilizaron para proporcionarles mayor estabilidad, se estudió el efecto de estas cubiertas poliméricas sobre la eficiencia de transducción fototérmica y se evaluó la citotoxicidad de las AuNBs en una línea celular de cáncer de mama. Los resultados muestran que el efecto del HCl consiste aparentemente en detener el crecimiento de las nanobarras de oro en etapas intermedias de su desarrollo debido a que ralentiza la deposición de átomos de oro. Se logró eliminar el CTAB y se reemplazó por quitosano, después se adsorbió alginato o PVA sobre las nanobarras, con esto se disminuyó significativamente la citotoxicidad en comparación con las nanobarras cubiertas con CTAB. Además, las cubiertas poliméricas utilizadas no afectaron la eficiencia de las partículas para transformar la luz absorbida en calor y mostraron ser efectivas para disminuir la viabilidad celular a través de hipertermia producida por irradiación láser.