Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina

Autores
Biglione, Catalina
Año de publicación
2017
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Strumia, Miriam Cristina
Giacomelli, Carla Eugenia
Lacconi, Gabriela Inés
Pacioni, Natalia Lorena
Williams, Federico J.
Descripción
Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.
Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.
Resumen: La nanomedicina busca superar nuevos desafíos y problemas que enfrenta la medicina convencional como la toxicidad sistémica y efectos adversos de los agentes anticancerígenos disponibles en la actualidad. Ambas disciplinas son responsables del diagnóstico, tratamiento, prevención de enfermedades, y del alivio del paciente mejorando su calidad de vida. En las terapias convencionales, las moléculas de fármacos simplemente se difunden y distribuyen libremente en todo el cuerpo causando así, efectos secundarios indeseables y limitando el uso de la dosis máxima para un tratamiento eficaz. Con el fin poder superar las limitaciones asociadas con las formulaciones convencionales de fármacos, surge el concepto y la implementación de nanodispositivos y nanotransportadores. Estos tienen el potencial de modular tanto los perfiles farmacocinéticos como farmacodinámicos de los medicamentos mejorando de esta manera su índice terapéutico. Consecuentemente, su incorporación en nanodispositivos puede incrementar su estabilidad in vivo, extender su tiempo de circulación sanguínea y permitir la liberación controlada de los mismos en un sitio determinado. En este contexto, se ubica el presente trabajo de Tesis Doctoral titulado: “NANODISPOSITIVOS MAGNÉTICOS Y TERMOSENSIBLES: síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina”. Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño racional de nanodispositivos híbridos, formados con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro y un polímero termosensible, mediante el empleo de una metodología de síntesis novedosa como es la síntesis asistida por ultrasonicación. En la tesis doctoral se describe la síntesis de distintos nanodispositivos con el fin de obtener dos morfologías diferentes: nanogeles híbridos, en los que las nanopartículas magnéticas(MNPs) están unidas químicamente a una red tridimensional polimérica y del tipo corebrush, siendo el corazón la MNP con cadenas poliméricas unidas covalentemente a su superficie. El objetivo de este estudio es la obtención de nanogeles híbridos y nanopartículas magnéticas core-brush para su potencial aplicación en nanomedicina. Para ello, se desarrolló una nueva metodología de síntesis de distintos sistemas empleando ultrasonicación. Consecuentemente, se demostró el potencial que presenta esta metodología como herramienta de síntesis no sólo de nanogeles y nanopartículas core-brush sino también, para la modificación superficial de nanopartículas con diferentes agentes silano. En una primera etapa, en el estudio de los nanogeles, se evaluó la síntesis de nanogeles termosensibles mediante polimerización radicalaria no controlada; para poder luego, estudiar la incorporación de nanopartículas magnéticas de manera covalente a los fines de obtener nanogeles magnéticos y termosensibles. Los mismos presentaron alta estabilidad coloidal en el tiempo, comportamiento termosensible que puede ser controlado a partir de las condiciones de síntesis, propiedades superparamagnéticas y respuesta a irradiación de infrarrojo cercano (NIR) enfatizando su potencial uso para el tratamiento por hipertermia, así como tiempos de relajación similares a los agentes comerciales utilizados en la actualidad en resonancia magnética de imágenes. Por otro lado, se estudió la síntesis de nanogeles magnéticos y termosensibles mediante química click y nanoprecipitación asistida por ultrasonicación obteniendo resultados prometedores similares a los expuestos para los nanogeles magnéticos sintetizados vía polimerización radicalaria. Además, se evaluó la potencial aplicación de los mismos en el campo de la nanomedicina. Se demostró la factibilidad del empleo de estos sistemas tanto para liberación controlada de fármacos, así como también para la captura de células circulantes de metástasis. En una segunda etapa, se estudió la síntesis de nanopartículas magnéticas tipo corebrush mediante polimerización radicalaria por transferencia atómica (ATRP) y mediante química click. Aquellas nanopartículas sintetizadas mediante esta última técnica demostraron tener potencial aplicación en el campo de la liberación controlada de fármacos. La Tesis ha sido organizada en cinco secciones. La primera consta de la introducción y los objetivos generales. En ésta se desarrollan conceptos relacionados a la temática abordada ofreciendo una revisión de los principales antecedentes para luego plantear la motivación y los objetivos de este trabajo. En la segunda sección, Materiales y Métodos, se encuentra detallado el desarrollo experimental utilizado para este trabajo de tesis. La tercera y cuarta sección presentan el estudio de cada uno de los sistemas desarrollados. Finalmente, la quinta parte contiene las consideraciones finales de este trabajo. A su vez, cada una de dichas secciones está dividida en capítulos, con su introducción, objetivos específicos, desarrollo y conclusiones. El desarrollo de esta Tesis de Doctorado fue posible debido a la colaboración y al trabajo conjunto de investigadores de distintas áreas. Este estudio se destacó por su carácter multi e interdisciplinario y por ser uno de los primeros antecedentes en el Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMaP) en la investigación de nanomateriales mediante la síntesis asistida por ultrasonicación y la síntesis de nanogeles híbridos termosensibles.
Abstract: One of the main goals of nanomedicine is to overcome the challenges and problems that conventional medicine presents. Both disciplines comprise the diagnosis, treatment and prevention of diseases, as well as the patient relief improving their life quality. In conventional therapies, drug molecules simply diffuse and distribute freely throughout the body thus causing undesirable side effects and limiting the use of the dose required for effective treatment. In order to overcome the pharmacokinetic limitations associated with conventional drug formulations, concepts such as nanodevices and nanocarriers emerged. These systems have the potential to modulate both pharmacokinetic and pharmacodynamic drug profiles thus improving their therapeutic index. Therefore, incorporation of drugs into nanodevices may increase their stability in vivo, extend their blood circulation time and allow controlled release of the drug at a given site. In this context, the present PhD thesis entitled: ‘MAGNETIC AND THERMORESPONSIVE NANODEVICES: Synthesis, studies of their physicochemical properties and potential applications in nanomedicine’ was carried out. This work had as main objective the rational design of hybrid nanodevices, formed by iron oxide magnetic nanoparticles and a thermoresponsive polymer using a novel ultrasound assisted synthetic methodology. This thesis describes the synthesis of different nanodevices with two different morphologies: hybrid nanogels, in which MNPs are chemically linked to a three-dimensional polymer network and core-brush nanoparticles, in which the MNP is the core and polymer chains are attached to their surface by covalent bonds. The main goal of this study was to obtain hybrid nanogels and core-brush magnetic nanoparticles for their potential application in nanomedicine. For this purpose, a new synthetic methodology of different systems was developed using ultrasonication. The methodology established was a key tool of great importance for this work, since it allows the synthesis of not only nanogels and core-brush nanoparticles but also nanoparticles surface modification with different silane agents. In a first stage, nanogels synthesis was studied. To begin with, ultrasound assisted synthesis of thermoresponsive nanogeles was evaluated using free radical polymerization; then we studied the covalent incorporation of magnetic nanoparticles to obtain magnetic and thermoresponsive nanogels. These systems showed high colloidal stability over time, thermoresponsive behavior that can be controlled with the conditions of synthesis, and superparamagnetic properties and response to near-infrared irradiation (NIR) which emphasize their potential use in hyperthermia treatment. Furthermore, nanogels presented relaxation times similar to the commercial magnetic agents for magnetic resonance imaging allowing their use in diagnosis. Afterwards, we studied ultrasound assisted synthesis of magnetic and thermoresponsive nanogels obtained by click chemistry and nanoprecipitation. We obtained promising results like those presented for magnetic nanogels synthesized via radical polymerization. In addition, the potential application of nanomedicine in the field of nanomedicine was evaluated. Potential use of these nanogels was demonstrated for both controlled release of drugs as well as capture of circulating metastatic cells. In a second stage, the synthesis of magnetic core-brush nanoparticles was studied. We analyzed different synthetic methodologies such as atomic transfer radical polymerization (ATRP) and click chemistry. Those nanoparticles synthesized by this last methodology showed a potential application in the field of controlled drug release. This Thesis has been organized in five sections. The first part consists of the introduction and general objective, developing the concepts related to the topic addressed and the state of art in this field, following by problem statement and motivation of the research. In Part 2, Materials and Methods, the experimental development used for this thesis work is detailed. Then parts 3 and 4 describe all studied systems. Finally, Part 5 presents the final conclusions of this work. Besides, each of these sections is divided into chapters, with their introduction and specific objectives, discussion and conclusions. The accomplishment of this doctoral thesis has been possible due to the collaboration and joint work between researchers from different areas. The development of this Thesis stands out for its multi and interdisciplinary nature and for being one of the first antecedents in the Laboratory of Polymeric Materials (LaMaP) in the study of nanomaterials through the ultrasound assisted synthesis of hybrids materials.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.
Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.
Materia
Nanomedicina
Sistemas de liberación de medicamentos
Nanopartículas
Hidrogeles
Polimerización
Materiales magnéticos
Fisicoquímica
Farmacocinetica
Química de los polímeros
Carcinogenos
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
oai:rdu.unc.edu.ar:11086/18421

id RDUUNC_10794ecde83089c0e1a78abb4a7a2de6
oai_identifier_str oai:rdu.unc.edu.ar:11086/18421
network_acronym_str RDUUNC
repository_id_str 2572
network_name_str Repositorio Digital Universitario (UNC)
spelling Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicinaBiglione, CatalinaNanomedicinaSistemas de liberación de medicamentosNanopartículasHidrogelesPolimerizaciónMateriales magnéticosFisicoquímicaFarmacocineticaQuímica de los polímerosCarcinogenosTesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.Resumen: La nanomedicina busca superar nuevos desafíos y problemas que enfrenta la medicina convencional como la toxicidad sistémica y efectos adversos de los agentes anticancerígenos disponibles en la actualidad. Ambas disciplinas son responsables del diagnóstico, tratamiento, prevención de enfermedades, y del alivio del paciente mejorando su calidad de vida. En las terapias convencionales, las moléculas de fármacos simplemente se difunden y distribuyen libremente en todo el cuerpo causando así, efectos secundarios indeseables y limitando el uso de la dosis máxima para un tratamiento eficaz. Con el fin poder superar las limitaciones asociadas con las formulaciones convencionales de fármacos, surge el concepto y la implementación de nanodispositivos y nanotransportadores. Estos tienen el potencial de modular tanto los perfiles farmacocinéticos como farmacodinámicos de los medicamentos mejorando de esta manera su índice terapéutico. Consecuentemente, su incorporación en nanodispositivos puede incrementar su estabilidad in vivo, extender su tiempo de circulación sanguínea y permitir la liberación controlada de los mismos en un sitio determinado. En este contexto, se ubica el presente trabajo de Tesis Doctoral titulado: “NANODISPOSITIVOS MAGNÉTICOS Y TERMOSENSIBLES: síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina”. Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño racional de nanodispositivos híbridos, formados con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro y un polímero termosensible, mediante el empleo de una metodología de síntesis novedosa como es la síntesis asistida por ultrasonicación. En la tesis doctoral se describe la síntesis de distintos nanodispositivos con el fin de obtener dos morfologías diferentes: nanogeles híbridos, en los que las nanopartículas magnéticas(MNPs) están unidas químicamente a una red tridimensional polimérica y del tipo corebrush, siendo el corazón la MNP con cadenas poliméricas unidas covalentemente a su superficie. El objetivo de este estudio es la obtención de nanogeles híbridos y nanopartículas magnéticas core-brush para su potencial aplicación en nanomedicina. Para ello, se desarrolló una nueva metodología de síntesis de distintos sistemas empleando ultrasonicación. Consecuentemente, se demostró el potencial que presenta esta metodología como herramienta de síntesis no sólo de nanogeles y nanopartículas core-brush sino también, para la modificación superficial de nanopartículas con diferentes agentes silano. En una primera etapa, en el estudio de los nanogeles, se evaluó la síntesis de nanogeles termosensibles mediante polimerización radicalaria no controlada; para poder luego, estudiar la incorporación de nanopartículas magnéticas de manera covalente a los fines de obtener nanogeles magnéticos y termosensibles. Los mismos presentaron alta estabilidad coloidal en el tiempo, comportamiento termosensible que puede ser controlado a partir de las condiciones de síntesis, propiedades superparamagnéticas y respuesta a irradiación de infrarrojo cercano (NIR) enfatizando su potencial uso para el tratamiento por hipertermia, así como tiempos de relajación similares a los agentes comerciales utilizados en la actualidad en resonancia magnética de imágenes. Por otro lado, se estudió la síntesis de nanogeles magnéticos y termosensibles mediante química click y nanoprecipitación asistida por ultrasonicación obteniendo resultados prometedores similares a los expuestos para los nanogeles magnéticos sintetizados vía polimerización radicalaria. Además, se evaluó la potencial aplicación de los mismos en el campo de la nanomedicina. Se demostró la factibilidad del empleo de estos sistemas tanto para liberación controlada de fármacos, así como también para la captura de células circulantes de metástasis. En una segunda etapa, se estudió la síntesis de nanopartículas magnéticas tipo corebrush mediante polimerización radicalaria por transferencia atómica (ATRP) y mediante química click. Aquellas nanopartículas sintetizadas mediante esta última técnica demostraron tener potencial aplicación en el campo de la liberación controlada de fármacos. La Tesis ha sido organizada en cinco secciones. La primera consta de la introducción y los objetivos generales. En ésta se desarrollan conceptos relacionados a la temática abordada ofreciendo una revisión de los principales antecedentes para luego plantear la motivación y los objetivos de este trabajo. En la segunda sección, Materiales y Métodos, se encuentra detallado el desarrollo experimental utilizado para este trabajo de tesis. La tercera y cuarta sección presentan el estudio de cada uno de los sistemas desarrollados. Finalmente, la quinta parte contiene las consideraciones finales de este trabajo. A su vez, cada una de dichas secciones está dividida en capítulos, con su introducción, objetivos específicos, desarrollo y conclusiones. El desarrollo de esta Tesis de Doctorado fue posible debido a la colaboración y al trabajo conjunto de investigadores de distintas áreas. Este estudio se destacó por su carácter multi e interdisciplinario y por ser uno de los primeros antecedentes en el Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMaP) en la investigación de nanomateriales mediante la síntesis asistida por ultrasonicación y la síntesis de nanogeles híbridos termosensibles.Abstract: One of the main goals of nanomedicine is to overcome the challenges and problems that conventional medicine presents. Both disciplines comprise the diagnosis, treatment and prevention of diseases, as well as the patient relief improving their life quality. In conventional therapies, drug molecules simply diffuse and distribute freely throughout the body thus causing undesirable side effects and limiting the use of the dose required for effective treatment. In order to overcome the pharmacokinetic limitations associated with conventional drug formulations, concepts such as nanodevices and nanocarriers emerged. These systems have the potential to modulate both pharmacokinetic and pharmacodynamic drug profiles thus improving their therapeutic index. Therefore, incorporation of drugs into nanodevices may increase their stability in vivo, extend their blood circulation time and allow controlled release of the drug at a given site. In this context, the present PhD thesis entitled: ‘MAGNETIC AND THERMORESPONSIVE NANODEVICES: Synthesis, studies of their physicochemical properties and potential applications in nanomedicine’ was carried out. This work had as main objective the rational design of hybrid nanodevices, formed by iron oxide magnetic nanoparticles and a thermoresponsive polymer using a novel ultrasound assisted synthetic methodology. This thesis describes the synthesis of different nanodevices with two different morphologies: hybrid nanogels, in which MNPs are chemically linked to a three-dimensional polymer network and core-brush nanoparticles, in which the MNP is the core and polymer chains are attached to their surface by covalent bonds. The main goal of this study was to obtain hybrid nanogels and core-brush magnetic nanoparticles for their potential application in nanomedicine. For this purpose, a new synthetic methodology of different systems was developed using ultrasonication. The methodology established was a key tool of great importance for this work, since it allows the synthesis of not only nanogels and core-brush nanoparticles but also nanoparticles surface modification with different silane agents. In a first stage, nanogels synthesis was studied. To begin with, ultrasound assisted synthesis of thermoresponsive nanogeles was evaluated using free radical polymerization; then we studied the covalent incorporation of magnetic nanoparticles to obtain magnetic and thermoresponsive nanogels. These systems showed high colloidal stability over time, thermoresponsive behavior that can be controlled with the conditions of synthesis, and superparamagnetic properties and response to near-infrared irradiation (NIR) which emphasize their potential use in hyperthermia treatment. Furthermore, nanogels presented relaxation times similar to the commercial magnetic agents for magnetic resonance imaging allowing their use in diagnosis. Afterwards, we studied ultrasound assisted synthesis of magnetic and thermoresponsive nanogels obtained by click chemistry and nanoprecipitation. We obtained promising results like those presented for magnetic nanogels synthesized via radical polymerization. In addition, the potential application of nanomedicine in the field of nanomedicine was evaluated. Potential use of these nanogels was demonstrated for both controlled release of drugs as well as capture of circulating metastatic cells. In a second stage, the synthesis of magnetic core-brush nanoparticles was studied. We analyzed different synthetic methodologies such as atomic transfer radical polymerization (ATRP) and click chemistry. Those nanoparticles synthesized by this last methodology showed a potential application in the field of controlled drug release. This Thesis has been organized in five sections. The first part consists of the introduction and general objective, developing the concepts related to the topic addressed and the state of art in this field, following by problem statement and motivation of the research. In Part 2, Materials and Methods, the experimental development used for this thesis work is detailed. Then parts 3 and 4 describe all studied systems. Finally, Part 5 presents the final conclusions of this work. Besides, each of these sections is divided into chapters, with their introduction and specific objectives, discussion and conclusions. The accomplishment of this doctoral thesis has been possible due to the collaboration and joint work between researchers from different areas. The development of this Thesis stands out for its multi and interdisciplinary nature and for being one of the first antecedents in the Laboratory of Polymeric Materials (LaMaP) in the study of nanomaterials through the ultrasound assisted synthesis of hybrids materials.Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.Strumia, Miriam CristinaGiacomelli, Carla EugeniaLacconi, Gabriela InésPacioni, Natalia LorenaWilliams, Federico J.2017info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:ar-repo/semantics/tesisDoctoralapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11086/18421spainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio Digital Universitario (UNC)instname:Universidad Nacional de Córdobainstacron:UNC2025-09-29T13:41:02Zoai:rdu.unc.edu.ar:11086/18421Institucionalhttps://rdu.unc.edu.ar/Universidad públicaNo correspondehttp://rdu.unc.edu.ar/oai/snrdoca.unc@gmail.comArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:25722025-09-29 13:41:02.755Repositorio Digital Universitario (UNC) - Universidad Nacional de Córdobafalse
dc.title.none.fl_str_mv Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
title Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
spellingShingle Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
Biglione, Catalina
Nanomedicina
Sistemas de liberación de medicamentos
Nanopartículas
Hidrogeles
Polimerización
Materiales magnéticos
Fisicoquímica
Farmacocinetica
Química de los polímeros
Carcinogenos
title_short Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
title_full Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
title_fullStr Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
title_full_unstemmed Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
title_sort Nanodispositivos magnéticos y termosensibles : síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina
dc.creator.none.fl_str_mv Biglione, Catalina
author Biglione, Catalina
author_facet Biglione, Catalina
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Strumia, Miriam Cristina
Giacomelli, Carla Eugenia
Lacconi, Gabriela Inés
Pacioni, Natalia Lorena
Williams, Federico J.
dc.subject.none.fl_str_mv Nanomedicina
Sistemas de liberación de medicamentos
Nanopartículas
Hidrogeles
Polimerización
Materiales magnéticos
Fisicoquímica
Farmacocinetica
Química de los polímeros
Carcinogenos
topic Nanomedicina
Sistemas de liberación de medicamentos
Nanopartículas
Hidrogeles
Polimerización
Materiales magnéticos
Fisicoquímica
Farmacocinetica
Química de los polímeros
Carcinogenos
dc.description.none.fl_txt_mv Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.
Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.
Resumen: La nanomedicina busca superar nuevos desafíos y problemas que enfrenta la medicina convencional como la toxicidad sistémica y efectos adversos de los agentes anticancerígenos disponibles en la actualidad. Ambas disciplinas son responsables del diagnóstico, tratamiento, prevención de enfermedades, y del alivio del paciente mejorando su calidad de vida. En las terapias convencionales, las moléculas de fármacos simplemente se difunden y distribuyen libremente en todo el cuerpo causando así, efectos secundarios indeseables y limitando el uso de la dosis máxima para un tratamiento eficaz. Con el fin poder superar las limitaciones asociadas con las formulaciones convencionales de fármacos, surge el concepto y la implementación de nanodispositivos y nanotransportadores. Estos tienen el potencial de modular tanto los perfiles farmacocinéticos como farmacodinámicos de los medicamentos mejorando de esta manera su índice terapéutico. Consecuentemente, su incorporación en nanodispositivos puede incrementar su estabilidad in vivo, extender su tiempo de circulación sanguínea y permitir la liberación controlada de los mismos en un sitio determinado. En este contexto, se ubica el presente trabajo de Tesis Doctoral titulado: “NANODISPOSITIVOS MAGNÉTICOS Y TERMOSENSIBLES: síntesis, estudios de sus propiedades físico-químicas y potencial aplicación en nanomedicina”. Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño racional de nanodispositivos híbridos, formados con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro y un polímero termosensible, mediante el empleo de una metodología de síntesis novedosa como es la síntesis asistida por ultrasonicación. En la tesis doctoral se describe la síntesis de distintos nanodispositivos con el fin de obtener dos morfologías diferentes: nanogeles híbridos, en los que las nanopartículas magnéticas(MNPs) están unidas químicamente a una red tridimensional polimérica y del tipo corebrush, siendo el corazón la MNP con cadenas poliméricas unidas covalentemente a su superficie. El objetivo de este estudio es la obtención de nanogeles híbridos y nanopartículas magnéticas core-brush para su potencial aplicación en nanomedicina. Para ello, se desarrolló una nueva metodología de síntesis de distintos sistemas empleando ultrasonicación. Consecuentemente, se demostró el potencial que presenta esta metodología como herramienta de síntesis no sólo de nanogeles y nanopartículas core-brush sino también, para la modificación superficial de nanopartículas con diferentes agentes silano. En una primera etapa, en el estudio de los nanogeles, se evaluó la síntesis de nanogeles termosensibles mediante polimerización radicalaria no controlada; para poder luego, estudiar la incorporación de nanopartículas magnéticas de manera covalente a los fines de obtener nanogeles magnéticos y termosensibles. Los mismos presentaron alta estabilidad coloidal en el tiempo, comportamiento termosensible que puede ser controlado a partir de las condiciones de síntesis, propiedades superparamagnéticas y respuesta a irradiación de infrarrojo cercano (NIR) enfatizando su potencial uso para el tratamiento por hipertermia, así como tiempos de relajación similares a los agentes comerciales utilizados en la actualidad en resonancia magnética de imágenes. Por otro lado, se estudió la síntesis de nanogeles magnéticos y termosensibles mediante química click y nanoprecipitación asistida por ultrasonicación obteniendo resultados prometedores similares a los expuestos para los nanogeles magnéticos sintetizados vía polimerización radicalaria. Además, se evaluó la potencial aplicación de los mismos en el campo de la nanomedicina. Se demostró la factibilidad del empleo de estos sistemas tanto para liberación controlada de fármacos, así como también para la captura de células circulantes de metástasis. En una segunda etapa, se estudió la síntesis de nanopartículas magnéticas tipo corebrush mediante polimerización radicalaria por transferencia atómica (ATRP) y mediante química click. Aquellas nanopartículas sintetizadas mediante esta última técnica demostraron tener potencial aplicación en el campo de la liberación controlada de fármacos. La Tesis ha sido organizada en cinco secciones. La primera consta de la introducción y los objetivos generales. En ésta se desarrollan conceptos relacionados a la temática abordada ofreciendo una revisión de los principales antecedentes para luego plantear la motivación y los objetivos de este trabajo. En la segunda sección, Materiales y Métodos, se encuentra detallado el desarrollo experimental utilizado para este trabajo de tesis. La tercera y cuarta sección presentan el estudio de cada uno de los sistemas desarrollados. Finalmente, la quinta parte contiene las consideraciones finales de este trabajo. A su vez, cada una de dichas secciones está dividida en capítulos, con su introducción, objetivos específicos, desarrollo y conclusiones. El desarrollo de esta Tesis de Doctorado fue posible debido a la colaboración y al trabajo conjunto de investigadores de distintas áreas. Este estudio se destacó por su carácter multi e interdisciplinario y por ser uno de los primeros antecedentes en el Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMaP) en la investigación de nanomateriales mediante la síntesis asistida por ultrasonicación y la síntesis de nanogeles híbridos termosensibles.
Abstract: One of the main goals of nanomedicine is to overcome the challenges and problems that conventional medicine presents. Both disciplines comprise the diagnosis, treatment and prevention of diseases, as well as the patient relief improving their life quality. In conventional therapies, drug molecules simply diffuse and distribute freely throughout the body thus causing undesirable side effects and limiting the use of the dose required for effective treatment. In order to overcome the pharmacokinetic limitations associated with conventional drug formulations, concepts such as nanodevices and nanocarriers emerged. These systems have the potential to modulate both pharmacokinetic and pharmacodynamic drug profiles thus improving their therapeutic index. Therefore, incorporation of drugs into nanodevices may increase their stability in vivo, extend their blood circulation time and allow controlled release of the drug at a given site. In this context, the present PhD thesis entitled: ‘MAGNETIC AND THERMORESPONSIVE NANODEVICES: Synthesis, studies of their physicochemical properties and potential applications in nanomedicine’ was carried out. This work had as main objective the rational design of hybrid nanodevices, formed by iron oxide magnetic nanoparticles and a thermoresponsive polymer using a novel ultrasound assisted synthetic methodology. This thesis describes the synthesis of different nanodevices with two different morphologies: hybrid nanogels, in which MNPs are chemically linked to a three-dimensional polymer network and core-brush nanoparticles, in which the MNP is the core and polymer chains are attached to their surface by covalent bonds. The main goal of this study was to obtain hybrid nanogels and core-brush magnetic nanoparticles for their potential application in nanomedicine. For this purpose, a new synthetic methodology of different systems was developed using ultrasonication. The methodology established was a key tool of great importance for this work, since it allows the synthesis of not only nanogels and core-brush nanoparticles but also nanoparticles surface modification with different silane agents. In a first stage, nanogels synthesis was studied. To begin with, ultrasound assisted synthesis of thermoresponsive nanogeles was evaluated using free radical polymerization; then we studied the covalent incorporation of magnetic nanoparticles to obtain magnetic and thermoresponsive nanogels. These systems showed high colloidal stability over time, thermoresponsive behavior that can be controlled with the conditions of synthesis, and superparamagnetic properties and response to near-infrared irradiation (NIR) which emphasize their potential use in hyperthermia treatment. Furthermore, nanogels presented relaxation times similar to the commercial magnetic agents for magnetic resonance imaging allowing their use in diagnosis. Afterwards, we studied ultrasound assisted synthesis of magnetic and thermoresponsive nanogels obtained by click chemistry and nanoprecipitation. We obtained promising results like those presented for magnetic nanogels synthesized via radical polymerization. In addition, the potential application of nanomedicine in the field of nanomedicine was evaluated. Potential use of these nanogels was demonstrated for both controlled release of drugs as well as capture of circulating metastatic cells. In a second stage, the synthesis of magnetic core-brush nanoparticles was studied. We analyzed different synthetic methodologies such as atomic transfer radical polymerization (ATRP) and click chemistry. Those nanoparticles synthesized by this last methodology showed a potential application in the field of controlled drug release. This Thesis has been organized in five sections. The first part consists of the introduction and general objective, developing the concepts related to the topic addressed and the state of art in this field, following by problem statement and motivation of the research. In Part 2, Materials and Methods, the experimental development used for this thesis work is detailed. Then parts 3 and 4 describe all studied systems. Finally, Part 5 presents the final conclusions of this work. Besides, each of these sections is divided into chapters, with their introduction and specific objectives, discussion and conclusions. The accomplishment of this doctoral thesis has been possible due to the collaboration and joint work between researchers from different areas. The development of this Thesis stands out for its multi and interdisciplinary nature and for being one of the first antecedents in the Laboratory of Polymeric Materials (LaMaP) in the study of nanomaterials through the ultrasound assisted synthesis of hybrids materials.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Strumia, Miriam Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos; Argentina.
Fil: Biglione, Catalina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Físico química; Argentina.
Fil: Giacomelli, Carla Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico química de Córdoba; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.
Fil: Lacconi, Gabriela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.
Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Fil: Williams, Federico J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía; Argentina.
description Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
info:ar-repo/semantics/tesisDoctoral
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11086/18421
url http://hdl.handle.net/11086/18421
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositorio Digital Universitario (UNC)
instname:Universidad Nacional de Córdoba
instacron:UNC
reponame_str Repositorio Digital Universitario (UNC)
collection Repositorio Digital Universitario (UNC)
instname_str Universidad Nacional de Córdoba
instacron_str UNC
institution UNC
repository.name.fl_str_mv Repositorio Digital Universitario (UNC) - Universidad Nacional de Córdoba
repository.mail.fl_str_mv oca.unc@gmail.com
_version_ 1844618890714284032
score 13.070432