Diseño de un vehículo nanoestructurado de silicio poroso/β-ciclodextrina para liberación sostenida de docetaxel

Abstract

Los materiales compuestos o compositos de nanomateriales orgánicos e inorgánicos utilizados como acarreadores en la administración de fármacos ofrecen muchas ventajas, debido a que permiten mejorar la distribución del fármaco, se logran liberaciones sostenidas, e incluso evitan problemas asociados a la baja solubilidad de algunos fármacos hidrofóbicos. En este trabajo, las micropartículas de silicio poroso amino funcionalizadas (μFPSip) se combinaron con un biopolímero funcional de β-ciclodextrina/ácido cítrico (polyβCD/CTR). Las micropartículas de silicio poroso (μPSip) se obtuvieron por la anodización electroquímica de una oblea de silicio cristalino, se oxidaron mediante tratamiento térmico, y finalmente se funcionalizaron con 3aminopropiltrietoxisilano (APTES) para modificar la superficie con grupos amino (μFPSip). El polímero polyβCD/CTR se sintetizó a 140 °C para obtener la fracción soluble. La síntesis de los compositos se llevó a cabo mediante la conjugación covalente de los grupos amino de las μFPSip y los grupos carboxilos del polyβCD/CTR. Los compositos obtenidos se cargaron con docetaxel (DXL), un fármaco poco soluble en agua (4.93 μg∙mL-1) utilizado en el tratamiento contra el cáncer de mama. Los perfiles de liberación de DXL in vitro se evaluaron con compositos de un tamaño promedio de partícula de 1.59 ± 0.08 μm y de 2.2 ± 0.04 μm en soluciones buffer pH de 5.2 para simular el ambiente ácido de las células cancerosas y pH 7.4 que simula condiciones fisiológicas. Los compositos de mayor tamaño (2.2 ± 0.04 μm) exhibieron una liberación sostenida de DXL, liberando 41.53 ± 4.29 % en un pH 5.2 y 41.22 ± 5.47 % en un pH 7.4 a las 120 h. Los diferentes materiales se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM), potencial zeta (ζ), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (ATR-FTIR), dispersión de luz dinámica (DLS), la carga y la liberación se evaluaron por espectroscopía UV-Vis

Composites materials or composites of organic and inorganic nanomaterials used as carriers in the administration of drugs offer many advantages, since they allow to improve the distribution of the drug, achieve sustained releases, and even avoid problems associated with the low solubility of some hydrophobic drugs. In this work, amino functionalized porous silicon microparticles (μFPSip) were combined with a functional β-cyclodextrin/citric acid biopolymer (polyβCD/CTR). Porous silicon microparticles (μPSip) were obtained by the electrochemical anodization of a crystalline silicon wafer, oxidized by heat treatment, and finally functionalized with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) to modify the surface with amino groups (μFPSip). The polyβCD/CTR polymer was synthesized at 140 °C to obtain the soluble fraction. The synthesis of the composites was carried out by the covalent conjugation of the covalent conjugation of the amino groups of the μFPSip and the carboxyl groups of the polyβCD/CTR. The composites obtained were loaded with docetaxel (DXL), a drug poorly soluble in water (4.93 μg∙mL-1) used in the treatment of breast cancer. In vitro release profiles were evaluated with composites with an average particle size of 1.59 ± 0.08 μm and 2.2 ± 0.04 μm in pH 5.2 buffer solutions to simulate the acidic environment of cancer cells and pH 7.4 that simulates physiological conditions. The larger composites (2.2 ± 0.04 μm) exhibited a sustained release of DXL, releasing 41.53 ± 4.29 % at pH 5.2 and 41.22 ± 5.47 % at pH 7.4 at 120 h. The different materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), scanning transmission electron microscopy (STEM), zeta potential (ζ), Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), dynamic light scattering (DLS), loading and release were evaluated by UV-Vis spectroscopy.