Desarrollo de sistemas mesoporosos modificados químicamente para el transporte y liberación selectiva y controlada de fármacos

Abstract

La presente Tesis Doctoral titulada “Desarrollo de sistemas mesoporosos modificados químicamente para el transporte y liberación selectiva y controlada de fármacos” está centrada en el desarrollo de nuevos sistemas para la detección cromo-fluorogénica de moléculas objetivo, así como en el desarrollo de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos para la liberación controlada de fármacos, colorantes y especies fluorescentes, utilizando para ello conceptos de Química Orgánica, Química Supramolecular y de Ciencia de los Materiales. Tanto el desarrollo de procedimientos analíticos para la detección óptica de plaguicidas organofosforados (OPs) utilizando quimiosensores o quimiodosímetros, como la remediación de OPs utilizando complejos metálicos con aminoalcoholes, son campos de investigación relativamente nuevos y con grandes perspectivas de futuro. Es por ello que, en la primera parte de la Tesis Doctoral se desarrollan, mediante un primer capítulo de Introducción, los conceptos de quimiosensor y quimiodosímetro, se describe el descubrimiento, propiedades y características más relevantes de los plaguicidas organofosforados y, finalmente, se realiza una extensa revisión del estado del arte, recopilando ejemplos publicados de quimiosensores y quimiodosímetros, así como de métodos remediación de estos plaguicidas organofosforados. En el Capítulo 3 se describe cómo, mediante la utilización de matrices colorimétricas, es posible detectar y discriminar diferentes plaguicidas organofosforados en disoluciones acuosas. La matriz desarrollada está basada en una placa de sílica gel en la que se inmovilizan cromóforos que presentan grupos reactivos, como alcoholes, aminas o piridinas, capaces de reaccionar con ciertos plaguicidas provocando un cambio de color. Gracias a estos cambios de color se pueden detectar, discriminar y clasificar entre los diferentes plaguicidas utilizando herramientas estadísticas. Por otra parte, en el Capítulo 4, se describe la utilización de aminoalcoholes y sus complejos metálicos con oro como organocatalizadores para la remediación de plaguicidas organofosforados. Concretamente, se ha preparado y estudiado un complejo de oro (III) con un diaminoalcohol, que es capaz de promover la ruptura hidrolítica selectiva del enlace P-S en plaguicidas de la familia de los organotiofosfatos, como son el Azinphos-methyl y Methidathion. La segunda parte de esta Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de nuevos materiales híbridos orgánico-inorgánicos de sílice mesoporosa, tanto micro como nanométricos, para su aplicación en detección, así como en el campo de la liberación dirigida y controlada de fármacos. El Capítulo 5 es una Introducción general sobre los aspectos más relevantes de la nanotecnología y el desarrollo de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos, así como sus posibles aplicaciones. En concreto, se describen algunos ejemplos representativos de materiales híbridos, basados en soportes de sílice mesoporosa y sensibles a estímulos externos, como sistemas de detección y de liberación controlada de fármacos/colorantes. En el Capítulo 7 se describe la síntesis de nuevos nanomateriales híbridos orgánico-inorgánicos de sílice mesoporosa, cargados con distintos colorantes y funcionalizados en su superficie externa con puertas moleculares, concretamente, con un derivado de trifluorometilcetona y con una cadena poliinsaturada semejante a los ácidos grasos. Por un lado, la trifluorometilcetona, selectiva frente al anión peroxinitrito, permite el control de masa desde el interior de los poros a la disolución o al citoplasma celular. Por otro lado, la cadena poliinsaturada, selectiva frente a radicales hidroxilo, es la responsable de permitir la liberación de la carga al medio de estudio. Finalmente, el Capítulo 8 se centra en el desarrollo de nuevos materiales híbridos orgánicos-inorgánicos micrométricos para el tratamiento de enfermedades inflamatorias intestinales. Estos materiales se hallan funcionalizados en su superficie externa con un azoderivado que actúa como puerta molecular para el tratamiento de enfermedades inflamatorias intestinales. Este azoderivado, en presencia de azoreductores, permite la liberación de la carga debido a la hidrólisis del enlace azo (-N=N-). Así mismo, se detallan los estudios realizados para el tratamiento de la colitis inducida por TNBS en ratas Wistar.