Encapsulación de puntos de carbono en un hidrogel basado en alginato: Prueba de concepto de liberación controlada de fármacos

Abstract

Los sistemas de administración de fármacos buscan suministrar una cantidad terapéutica de una molécula o compuesto con un fin biológico o biomédico al organismo. Estos sistemas se clasifican en tradicionales, liberación modificada y controlada. Los sistemas tradicionales no presentan diseño de formulación que permita orientar el medicamento a un sitio especifico controlar la tasa de su liberación. Por el contrario, los sistemas de liberación controlada poseen un diseño de formulación que les permite controlar la velocidad de liberación y/o presentan una configuración que facilita la identificación de un área específica para su acción. Así, estos últimos ofrecen ventajas sobre los sistemas tradicionales tales como simplificar la posología, disminución de efectos adversos y el aumento de la eficacia de los tratamientos farmacoterapéuticos. Los puntos de carbono (CDs, por sus siglas en inglés) son nanopartículas que presentan alta solubilidad en medio acuoso, buena biocompatibilidad y naturaleza no citotóxica. Estas partículas han sido propuestas como nanoportadores para la administración de fármacos con fin de liberación controlada, ya que presentan emisión fluorescente en la región visible del espectro electromagnético, aumentan la biodistribución y la estabilidad de agentes terapéuticos los órganos diana. Por otro lado, los hidrogeles se han utilizado como vehículos en los sistemas de liberación modificada. Los hidrogeles son redes poliméricas, biocompatibles, que pueden absorber hasta mil veces su peso en agua o fluidos de base acuosa, poseen propiedades viscoelásticas similares la de los tejidos humanos y permiten la encapsulación de diferentes especies tales como fármacos o moléculas de interés biomédico. El presente trabajo de grado propone un sistema de liberación, en donde se encapsula puntos de carbono en un hidrogel basado en alginato y se realiza una prueba de concepto de liberación controlada.

Drug delivery systems seek to deliver a therapeutic amount of a molecule or compound with a biological or biomedical purpose to the body. These systems are classified into traditional, modified and controlled release. Traditional systems do not feature formulation design that allows targeting the drug to a specific site or controlling the rate of its release. In contrast, controlled release systems have a formulation design that allows them to control the rate of release and/or present a configuration that facilitates the identification of a specific area for its action. Thus, the latter offer advantages over traditional systems such as simplified dosing, reduced adverse effects and increased efficacy of pharmacotherapeutic treatments. Carbon dots (CDs) are nanoparticles that exhibit high solubility in aqueous media, good biocompatibility and non-cytotoxic nature. These particles have been proposed as nanocarriers for drug delivery for controlled release purposes, as they exhibit fluorescent emission in the visible region of the electromagnetic spectrum, increase biodistribution and stability of therapeutic agents to target organs. On the other hand, hydrogels have been used as vehicles in controlled release systems. Hydrogels are polymeric, biocompatible networks that can absorb up to a thousand times their weight in water or water-based fluids, possess viscoelastic properties similar to that of human tissues and allow the encapsulation of different species such as drugs or molecules of biomedical interest. The present work proposes a release system, where carbon dots are encapsulated in an alginate-based hydrogel and a proof of concept of controlled release is performed.