Gold nanoparticles and chitosan encapsulation for therapy and sensing
- Autores: Álvaro Artiga Folch
- Directores de la Tesis: Scott G. Mitchell (dir. tes.), Jesús Martínez de la Fuente (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología Molecular por la Universidad de Zaragoza
- Materias:
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- Resumen
Un sinfín de aplicaciones en el campo de la biomedicina se verían beneficiadas por el futuro uso de nanopartículas de oro (AuNPs). Sin embargo, a pesar de las miles de publicaciones científicas que destacan cada año las fabulosas propiedades de estas nanopartículas en este área, su empleo más allá del ámbito científico es testimonial, especialmente cuando hablamos de su uso con finalidades terapéuticas en el ámbito clínico. El objetivo principal de esta tesis consiste en mejorar la aplicabilidad de las nanopartículas de oro con diferentes geometrías mediante dos líneas de acción: 1) el estudio de la relación entre sus propiedades fisicoquímicas y su rendimiento para las aplicaciones de bio-detección y terapia fototérmica y 2) la búsqueda de una manera complementaria de mejorar sus propiedades intrínsecas para aplicaciones terapéuticas mediante su encapsulación en hidrogeles de quitosano. En la primera parte de esta tesis la inexistencia de una metodología clínica adecuada para la detección de miRNA nos ha llevado a buscar nuevas estrategias para su detección mediante el empleo de nanopartículas de oro como amplificadores de la señal de detección gracias a sus idóneas propiedades: elevada densidad, tamaño adecuado y facilidad para su funcionalización con diferentes proteínas. Además, para descubrir su utilidad en la detección de miRNA en condiciones similares a las necesarias en el ámbito clínico, se ha llevado a cabo un estudio comparativo empleando nanopartículas de oro con diversas geometrías y diferentes estrategias de biofuncionalización para su interacción con los miRNA. En la segunda parte de esta tesis se ha continuado con el estudio de la aplicación de diferentes geometrías de nanopartículas de oro para su uso en terapia fototérmica, centrándonos en sus propiedades ópticas, su interacción celular y eficacia, ya que hay una falta de conocimiento acerca de la importancia que tiene la forma de las nanopartículas en este tema. Gracias a las conclusiones extraídas durante este estudio concernientes a la baja internalización celular de los nanorods, hemos propuesto una estrategia innovadora consiste en su encapsulación en hidrogeles de quitosano motivada por las propiedades de adhesión celular del quitosano que han permitido una mejora remarcable de su eficacia. Finalmente se ha desarrollado una nueva metodología para la encapsulación de nanopartículas de oro en hidrogeles de quitosano empleando la tecnología de eyección automática de tinta o inkjet para mejorar su encapsulación, la cual permite que el proceso sea más fácil de escalar, efectivo y controlable. Esta tecnología ofrece una metodología automática para la producción continua de microcápsulas de quitosano que contengan las nanopartículas de oro en su interior, proporcionando biomateriales con propiedades muy interesante para las aplicaciones biomédicas. Como resultado, la investigación llevada a cabo durante esta tesis doctoral contribuye a ampliar nuestro conocimiento en la importancia del empleo de diferentes geometrías de nanopartículas de oro para las aplicaciones terapéuticas y de detección a la vez que proporciona nuevas herramientas para aumentar su aplicabilidad gracias a la funcionalización de su superficie y a su encapsulación en hidrogeles de quitosano.
