Preparación de materiales moleculares nanoparticulados y dispersos -vesículas y microemulsiones- empleando fluidos comprimidos

• Autores: Antonia María Cano Sarabia
• Directores de la Tesis: Jaume Veciana i Miró (dir. tes.), Leonor Ventosa Rull (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Cristina Palet i Ballús (presid.), Jordi Esquena Moret (secret.), Angelina Angelova (voc.)
• Materias:
  • Ciencias médicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • A día de hoy, la nanotecnología es considerada por muchos como uno de los campos de investigación más importantes de la próxima década, ya que ésta tendrá un gran impacto dentro de los campos de la biología, farmacología y medicina. En particular, la medicina se aprovechará de la generación de nuevos vehículos de transporte de moléculas activas de tamaño nanométrico para el diagnostico y tratamiento de muchas enfermedades. Concretamente, vesículas, nanopartículas y mícelas constituidas por materiales inteligentes están siendo actualmente estudiadas para la liberación controlada de compuesto tóxicos, poco solubles en agua o agentes de contraste en sistemas biológicos. Los requerimientos necesarios para el transporte y seguridad de estos nanovehículos en el torrente sanguíneo serán que presenten una buena estabilidad química y mecánica, biocompatibilidad y biodegradabilidad.Por tanto, el desarrollo de metodologías reproducibles, eficientes, benignas con el medio ambiente y fáciles de escalar para la producción de materiales moleculares nanoparticulados uniformes en tamaño y morfología será de gran interés industrial, ya que sus propiedades farmacológicas están directamente relacionadas con su estructura. Las metodologías basadas en disolventes líquidos convencionales han mostrado tener muchos problemas relacionados con su escalado, tiempos de procesado, reproducibilidad, número de etapas de procesado, consumo energético y un control limitado sobre las características del material particulado final. Estas desventajas son originadas principalmente como consecuencia de que los procesos basados en disolventes líquidos están gobernados por cambios de temperatura y composición (descensos de temperatura, evaporación de disolventes, adición de sales, etc.), los cuales siempre se transmiten de forma lenta y poco homogénea en un medio líquido. Recientemente, los procesos basados en fluidos comprimidos (FCs) han ganado una creciente atención como medio disolvente alternativo, ya que son capaces de resolver algunas de las limitaciones relativas a los disolventes convencionales, ofreciendo ventajas adicionales sobre el producto final. Esta mejora es debida principalmente a que el poder disolvente de los FCs -en estado líquido o supercrítico- puede ser gobernado por cambios de presión, los cuales se propagan de forma mucho más rápida y uniformemente que los cambios de temperatura y composición. Por tanto, los FCs permiten un mayor control sobre las características del material final (tamaño, distribución de tamaños, porosidad, naturaleza polimórfica, morfología, etc.) que los disolventes orgánicos convencionales. De hecho, a menudo el procesado con FCs ha conducido a la obtención de materiales con características fisicoquímicas únicas, inalcanzables por metodologías convencionales de procesado. Por tanto, el objetivo de esta Tesis Doctoral es el desarrollo de nuevas metodologías que empleen fluidos comprimidos como disolvente, para la preparación de materiales moleculares nanoparticulados uniformes. La primera parte de esta Tesis esta relacionada con el desarrollo del proceso DELOS-SUSP para la preparación de sistemas dispersos micro- y nanoparticulados. El proceso DELOS-SUSP ha mostrado ser eficiente para la preparación de suspensiones con tamaños de partícula microscópicos de diferentes compuestos activos, tales como el colesterol, el "solvent blue 35" e ibuprofeno, y de pequeñas vesículas unilamelares (más conocidas como SUVs) de tamaño nanoscópico, de morfología uniforme y muy estables en el tiempo, inalcanzables por metodologías convencionales de preparación. La influencia de los parámetros de operación que gobiernan el proceso DELOS-SUSP sobre las características fisicoquímicas de los sistemas dispersos obtenidos también ha sido analizada. La segunda parte de esta tesis está centrada en la preparación de microemulsiones estables empleando disolventes expandidos con CO2 y su potencial utilización como medio para llevar a cabo precipitaciones confinadas. Basándose en este concepto, una nueva metodología ha sido desarrollada para la preparación directa de materiales submicro- y nanoparticulados. Este nuevo proceso, al cual se ha denominado PIWASP (Pressure Induced Water Anti-Solvent Precipitation), ha sido utilizado para la preparación de nanopartículas de ibuprofeno esféricas muy uniformes tanto en tamaño como en morfología, y con un elevado grado de cristalinidad inalcanzables, a día de hoy, mediante otros métodos de cristalización basados en disolventes líquidos.