Curso-Taller 2:
"Síntesis, caracterización y usos potenciales de nanopartículas multifuncionales en biomedicina"
Dr. Reynaldo Esquivel González1, Dr. Antonio Topete Camacho2,
Dr. Josué Elías Juárez Onofre1
1Departamento de Física, Universidad de Sonora.
2Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara.
Descripción:
En el mundo científico de la actualidad, la nanotecnología surge como un importante modelo multidireccional para la resolución de problemas y un amplio desarrollo de novedosas y cada vez más versátiles tecnologías.
Es por eso que el desarrollo de novedosas herramientas como la modificación estructural de biopolímeros resulta ser un tema de gran relevancia en la preparación de precursores para la elaboración de nanopartículas con una gran diversidad de estructuras. Por otra parte, existe una creciente avidez por desarrollar nanomateriales a base de metales, especialmente de oro, debido a su biocompatibilidad y a sus propiedades ópticas y fisicoquímicas especiales.
Actualmente existen numerosos métodos de síntesis para la obtención de nanopartículas de oro hidrofóbicas e hidrofílicas, con tamaños que van desde uno a cientos de nanómetros y con estructuras tan variopintas que parecen estar límitadas solo por la imaginación. Las aplicaciones de estas nanopartículas son numerosas, entre ellas, la aplicación biomédica ha sido una de las más recurridas, ya sea como biosensores, agentes de contraste, agentes terapéuticos fototérmicos, transportadores de fármacos, entre otras. Para hacer posible su aplicación biomédica es necesario modificar la superficie de las nanopartículas con materiales biocompatibles y bioactivos, tales como polímeros, proteínas, ácidos nucleicos entre otros.
En el presente taller se pretende abordar temas de modificación estructural en biopolímeros además de estudiar las diversas rutas de síntesis útiles para el óptimo diseño de nuevos materiales. Adicionalmente revisaremos brevemente las síntesis de nanoplataformas funcionales más significativas y a partir de las cuales se derivan la gran mayoría así como las técnicas de biofuncionalización más comunes.
Además, presentaremos algunos casos prácticos de síntesis de nanoplataformas híbridas de polímero-oro construidas mediante una técnica “seeded-growth” basada en la técnica capa-por-capa (layer-by-layer). Finalmente analizaremos estrategias para la biofuncionalización de nanopartículas de oro con polímeros biocompatibles (PEG) y moléculas bioactivas (ácido fólico), mediante la adsorción controlada de proteínas (albúmina humana) y mediante la conjugación de anticuerpos tipo IgG (trastuzumab).
Finalmente se dará una breve introducción de la aplicación de técnicas analíticas utilizadas en la caracterización de sistemas nanoestructurados, como son DLS, AFM y tensiometría.
Temario:
- Química de los biopolímeros.
- Modificaciones estructurales en polímeros naturales.
- Modificaciones estructurales en polímeros sintéticos.
- Polímeros inteligentes.
- Introducción a la síntesis de nanopartículas poliméricas.
- Nanociencia y Nanotecnología.
- Enfoques "Top-Down".
- Enfoque "Bottom-Up": auto-ensamblaje como estrategia para producir nanomateriales.
- Nanopartículas de oro.
- Propiedades ópticas de las nanopartículas de oro.
- Síntesis de nanopartículas de oro.
- Métodos In-Situ.
- Métodos seeded-growth.
- Aplicaciones biomédicas de las nanopartículas de oro.
- Caso práctico: Síntesis y biofuncionalización de nanoshells.
- Síntesis de nanopartículas de PLGA.
- Síntesis de "semillas" de oro.
- Síntesis de nanoshells.
- Biofuncionalización y bioconjugación de nanopartículas.
- Pegilación.
- Adsorción controlada de proteínas.
- Conjugación de anticuerpos.
- Pegilación con PEG-Ácido Fólico.
- Adsorción de albúmina humana.
- Conjugación de anticuerpos.
- Herramientas de análisis.
- Tensiometría.
- DLS.
- AFM.