Diseño de nano-microvehículos para insulina constituidos por quitosano como encapsulante

• Autores: Prudkin Silva, Cecilia
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Pérez, Oscar Edgardo
• Materia: NANO-MICROVEHICULOS; INSULINA; QUITOSANO ARGENTINO; AUTOENSAMBLAJE MOLECULAR; NANODESHIDRATACION; NANO-MICROVEHICLES; INSULIN; ARGENTINEAN CHITOSAN; MOLECULAR SELF-ASSEMBLY; NANO-DEHYDRATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objetivo de la presente Tesis fue diseñar nano-microvehículos encapsulantes en los que la proteína encapsulada fue la hormona Insulina (I) y el material encapsulante, un nuevo quitosano (CS) argentino. Este polisacárido es biodegradable, biocompatible y mucoadhesivo. Se pretende que estos nano-microvehículos actúen como una nueva forma de dosificación de I, alternativa (vía pulmonar o nasal) a la tradicional, con enormes implicancias para pacientes pediátricos. En primer término se empleó la estrategia de “Autoensamblaje Molecular”. Estos estudios comenzaron con la caracterización de ambas especies en soluciones acuosas. Las soluciones mixtas fueron consideradas a a pH de no interacción electrostática (pH2) y de interacción (pH6). Se empleó dispersión dinámica de luz, determinaciones de potencial z, espectrometría UV-visible y reometría. Se desarrolló un modelo de interacción molecular para I y CS basado en el pH del medio y en las concentraciones relativas de ambos biopolímeros en solución dando dos configuraciones, core-shell y cluster. Simulaciones computacionales complementaron el análisis. La estrategia alternativa empleada fue la Nanodeshidratación. Este proceso fue puesto a punto empleando este CS. Se obtuvieron partículas con diámetros mayores y se evaluó también su estabilidad coloidal. El efecto del CS sobre la estructura proteica, para ambas estrategias, se determinó por espectroscopía infrarroja y por calorimetría diferencial de barrido. Además, se empleó microscopía electrónica de barrido y de fuerza atómica. Se determinó el perfil de liberación de la insulina encapsulada y su bioactividad con ensayos biológicos in-vitro, en líneas celulares adecuadas.
The objective of this thesis was to design encapsulating nano-microvehicles in which the encapsulated protein was the insulin hormone (I) and the encapsulating material, a new Argentinean chitosan (CS). This polysaccharide is biodegradable, biocompatible and mucoadhesive. It is intended for these nano-microvehicles to be a new type of design for I administration as an alternative to the traditional one (pulmonary or nasal route), with enormous implications for pediatric patients. Firstly, the "Molecular Self-assembly" strategy was used. These studies began with the characterization of both species in aqueous solutions. Mixed solutions were considered at pH of no electrostatic interaction and that of favoured interactions, pH2 and pH6, respectively. Dynamic light scattering, z-potential determinations, UV-visible spectrometry and rheometry were used. A molecular interaction model was developed for I and CS based on the pH of the solution and on the relative concentrations of both biopolymers. Two, configurations were obtained accordingly, the core-shell and cluster ones. Molecular interaction simulations completed the analysis. Nano-dehydration process was firstly set-up and used as the alternative way for nanoparticle obtention. Particles with larger diameters were obtained and their colloidal stability was also evaluated. The effect of CS on the protein structure was determined, for both strategies, by infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. Scanning electron microscopy and atomic force microscopy were also used. The release profile of encapsulated insulin and its bioactivity were determined by in-vitro biological assays in suitable cell lines cultures.
Fil: Prudkin Silva, Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.