Evaluación de las características de un hidrogel electroresponsivo basado en dextran y anilina como sistema de liberación controlada de puntos de carbono funcionalizados con curcumina

Abstract

Los sistemas de liberación controlada de fármacos permiten mejorar el desempeño de medicamentos al actuar como vehículos de entrega que mejoran su biodistribución y disminuyen los efectos secundarios que estos podrían generar. Estos sistemas se pueden sintetizar a partir de diferentes materiales, aunque en los últimos años el uso de hidrogeles responsivos a diferentes estímulos ha atraído gran ínteres. Entre estos, los hidrogeles electroresponsivos permiten liberar medicamentos cuando se induce un campo eléctrico sobre estos, sin embargo, el uso de estos como vehículo de entrega ha sido evaluado principalmente para moléculas hidrofílicas. Por esta razón, en este proyecto se evalúa el uso de un hidrogel electroresponsivo para la liberación de curcumina aplicando estrategias para encapsular este medicamento dentro de la matriz polar del hidrogel. De esta forma, se sintetiza un hidrogel electroresponsivo basado en anilina y dextrano para encapsular una nanoplataforma basada en puntos de carbono dopados con nitrógeno funcionalizados con curcumina. Las pruebas de encapsulamiento comparan el almacenamiento de fluoresceína como molécula hidrofílica, puntos de carbono como nanopartícula hidrofílica y la nanoplataforma mencionada anteriormente. Esto se hace con el fin observar el funcionamiendo de los puntos de carbono para mejorar la interacción entre un medicamento hidrofóbico y la matriz polimérica del hidrogel. La síntesis del hidrogel electroresponsivo y de los puntos de carbono se realizó de forma satisfactoria como fue confirmado por medio de espectros UV-Vis y FTIR. Para los puntos de carbono se obtuvo un potencial zeta de -22 mV, lo que permitiríá la funcionalización de la curcumina en la superficie de estas nanopartículas. Luego de realizar las pruebas de encapsulamiento, se observa que el almacenamiento de la nanoplataforma de curcumina se da a una velocidad menor que los otros agentes. No obstante, los puntos de carbono permiten que esta se encapsule dentro del hidrogel para su futura liberación.

Controlled drug release systems improve the performance of drugs by acting as delivery vehicles that improve their biodistribution and reduce the side effects they may generate. These systems can be synthesized from varied materials, although in recent years the use of hydrogels responsive to different stimuli has attracted great interest. Among these, electroresponsive hydrogels allow the release of drugs when an electric field is induced on them, however, the use of these as a delivery vehicle has been evaluated mainly for hydrophilic molecules. For this reason, this project evaluates the use of an electroresponsive hydrogel for the release of curcumin by applying strategies to encapsulate this drug within the polar matrix of the hydrogel. Thus, an electroresponsive hydrogel based on aniline and dextran is synthesized to encapsulate a nanoplatform based on nitrogen-doped carbon dots functionalized with curcumin. Encapsulation tests compare the storage of fluorescein as a hydrophilic molecule, carbon dots as a hydrophilic nanoparticle and the aforementioned nanoplatform. This is done in order to observe the functioning of the carbon dots to enhance the interaction between a hydrophobic drug and the polymeric matrix of the hydrogel. The synthesis of the electroresponsive hydrogel and carbon dots was performed satisfactorily as confirmed by UV-Vis and FTIR spectra. For the carbon dots, a zeta potential of -22 mV was obtained, which would allow the functionalization of curcumin on the surface of these nanoparticles. After performing the encapsulation tests, it is observed that the storage of the curcumin nanoplatform occurs at a slower rate than the other agents. However, the carbon dots allow it to be encapsulated within the hydrogel for its future release.