Síntesis y caracterización de nanocápsulas multicapa LBL de κ-carragenina/quitosana con uso potencial en la liberación de activos

Abstract

La ingeniería de nanovehículos multifuncionales, acarreadores de fármacos, que combinen estabilidad y buenas propiedades de liberación, sigue siendo un gran desafío. En este estudio, los polímeros naturales κ-carragenina (κ-CAR) y quitosana (QUI), se depositaron en gotas de nanoemulsión de aceite de oliva (NE) por medio de la técnica de autoensamblaje layer-by-layer (LBL) para estudiar los mecanismos de liberación del antiinflamatorio Diflunisal (DF) como modelo de fármaco lipofílico. El tamaño de los nanosistemas se obtuvo mediante la técnica de dispersión dinámica de luz (DLS; por sus siglas en inglés Dinamic Light Scattering), el proceso de autoensamblaje electrostático de los polielectrolitos fue monitoreado por medio de mediciones de la carga superficial (potencial-Z), la presencia de elementos característicos y grupos funcionales de los polielectrolitos fueron determinados por Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos X (XEDS; por sus siglas en inglés Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) y Espectroscopía de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR; por sus siglas en inglés Fourier Transform Infrared Spectroscopy). La morfología de las nanocápsulas se observó mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM; por sus siglas en inglés Transmission Electron Microscopy), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM; por sus siglas en inglés Scanning Electron Microscopy) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM; por sus siglas en inglés Atomic Force Microscopy). Además, se desarrollaron estudios cinéticos de liberación de DF mediante la técnica de difusión en bolsa de diálisis. Así mismo, se aplicaron modelos matemáticos para investigar los mecanismos de liberación. El análisis de tamaño dio como resultado un tamaño promedio de 291 nm para el sistema de emulsión, que presentó un aumento de aproximadamente 20 nm después de la adsorción de cuatro capas poliméricas. Por otro lado, se evidenció mediante la caracterización de la carga superficial de los sistemas, la adsorción consecutiva de los polielectrolitos, cambiando la carga superficial de negativo a positivo después de cada capa depositada. Además, los valores de carga en cada etapa mostraron la estabilidad de los sistemas, ya que permanecieron inferiores a -30 mV y mayores de +30 mV. La presencia de elementos característicos y grupos funcionales de los polímeros κ-CAR y QUI en las nanocápsulas fue confirmada por XEDS y FTIR. De manera interesante, el mecanismo de liberación de DF varió según la cantidad de capas depositadas. Los nanosistemas que contienen hasta dos capas muestran un transporte anómalo y una cinética de primer orden. Las formulaciones con tres y cuatro capas exhiben transporte tipo Caso II, liberando diflunisal mediante cinética de orden cero. Los resultados obtenidos, sugieren que estas nanocápsulas polielectrolíticas, tienen un gran potencial como nanovehículo multifuncional, para aplicaciones de administración de fármacos.