Materiales en la nanoescala : síntesis de moléculas y polímeros dendríticos para la obtención de nanogeles con potencial aplicación en nanomedicina

Abstract

Resumen: Aunque los biomateriales aplicados en biomedicina existen desde hace 9000 años, actualmente el número de aplicaciones ha crecido, son cada vez más versátiles y permanentemente existe una búsqueda para superar más cantidad de limitaciones médicas y/o farmacológicas. Particularmente, ha ido en aumento el interés en los nanomateriales dada las numerosas ventajas que han demostrado tener. Pero el gran desafío se encuentra en lograr el diseño de un buen nanomaterial que cumpla su cometido, y para esto, es necesario apelar a la creatividad de los científicos. Ellos son los que trabajan en el desarrollo de nuevas técnicas de síntesis, aprovechan la posibilidad de utilizar materiales de bajo costo y alta biocompatibilidad o incorporan bloques de construcción novedosos que aumentan el valor agregado al material final. Es por esto que, el presente trabajo de Tesis, se enfocó en el desarrollo de diferentes estrategias de síntesis y modificación de moléculas dendríticas y polímeros, tanto de origen natural como sintético, para la obtención de biomateriales altamente novedosos de tamaño nanométrico, como así también su caracterización y posibles aplicaciones en campos relacionados con la biomedicina. En todos los casos, el análisis de los resultados se basó en el estudio de la relación estructura-propiedad. El trabajo de investigación se dividió en 3 etapas principales. En un primer lugar, se planteó la síntesis, purificación y caracterización de diferentes moléculas dendríticas a partir de la modificación de dendrones comerciales, para poder ser utilizados en un futuro como bloques de construcción de diversos biomateriales. En una segunda etapa, se planteó el diseño y la síntesis de distintos nanomateriales que se dividieron en 3 clases: a) nanogeles dendríticos inteligentes, con respuesta a pH y/o temperatura, a partir de monómeros convencionales y un monómero dendrítico, b) nanogeles dendronizados a base de polímeros naturales y c) nanogeles híbridos en los cuales se combinaron materiales de origen natural y sintético. Para el desarrollo de estos nanomateriales se utilizaron diferentes técnicas de síntesis y se utilizaron numerosas técnicas de caracterización físico-químicas. La última etapa, consistió en estudios de aplicación en biomedicina de algunos de los nanogeles sintetizados, más específicamente orientados a la liberación controlada de fármacos y la utilización de los nanogeles para el desarrollo de microbicidas tópicos para la inhibición del virus del VIH-1. Los resultados alcanzados han evidenciado la importancia de la funcionalización, particularmente la presencia de un bloque dendrítico, en la relación estructurapropiedad de los nanogeles sintetizados. El desarrollo de esta Tesis Doctoral destaca la importancia de realizar un correcto diseño de síntesis y una profunda caracterización de los nanomateriales, para lograr una correcta deducción tanto de la arquitectura estructural del sistema como de sus posibles aplicaciones a futuro. El trabajo presentado ha sido posible gracias a la labor interdisciplinaria y al aporte realizado por investigadores de distintas áreas. Debido a la relevancia de los resultados, se espera la continuidad del estudio de aquellos sistemas que demostraron mejor desempeño con potencialidad para el diseño de nuevas plataformas con aplicaciones en nanomedicina y generar la posibilidad de que finalmente puedan ser utilizados en algunas de las aplicaciones para los que fueron diseñados.