Development of carbon nanocapsules for biomedical applications
La alta superficie y el hueco interior de los nanotubos de carbono (del inglés CNTs) los convierte en candidatos ideales para el desarrollo de nanovectores inteligentes para su aplicación en nanomedicina. Su cavidad interna puede emplearse para alojar compuestos seleccionados para propósitos de diag...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/458543 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/458543 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanotubs de carboni Nanotubos de carbono Carbon nanotubes Emplenat Llenado Lfilling Nanomedicina Nanomedicine Ciències de la Salut 54 |
| Sumario: | La alta superficie y el hueco interior de los nanotubos de carbono (del inglés CNTs) los convierte en candidatos ideales para el desarrollo de nanovectores inteligentes para su aplicación en nanomedicina. Su cavidad interna puede emplearse para alojar compuestos seleccionados para propósitos de diagnóstico o terapéuticos, mientras que las paredes externas pueden modificarse para aumentar su biocompatibilidad e incluso para su direccionamiento. Un reto importante para trasladar los sistemas basados en CNT a su uso clínico es la reducción o eliminación de su toxicidad. Teniendo en cuenta la preocupación sobre salud y seguridad de nanomateriales, se han intensificado los esfuerzos de investigación para mejorar la biocompatibilidad de los CNTs, incluyendo el desarrollo de nuevas estrategias para el acortamiento y purificación de los mismos. La primera parte de esta tesis se enfoca en el estudio de la influencia del vapor de agua sobre la longitud, pureza y la integridad de las paredes de los nanotubos de carbono monocapa (del inglés SWCNTs) producidos tanto por deposición catalítica en fase de vapor (del inglés CVD ) como por descarga de arco. Para obtener nanotubos de carbono individualizados desarrollamos un protocolo que consiste en dispersar las muestras en orto-diclorobenceno y hemos empleado microscopía electrónica de barrido para adquirir las imágenes. CVD CNTs cortos con una longitud media de aprox. 200 nm se obtienen después de 10 h de tratamiento con vapor de agua, mientras que los CNT sintetizados por descarga de arco muestran una baja reactividad frente el vapor de agua. También se investigó la eficiencia de otros métodos de acortamiento comúnmente empleados, como son la molienda de bolas, una mezcla de ácido sulfúrico/nítrico y el tratamiento con piraña, tanto para SWCNTs como para CNTs multicapa (del inglés MWCNT) producidos por CVD. La combinación de piraña y vapor de agua resultó ser la más eficiente para el acortamiento de SWCNTs, y la combinación de ácido sulfúrico/nítrico con vapor de agua para MWCNTs. Estos protocolos proporcionan un buen equilibrio entre la obtención de nanotubos cortos con una distribución de longitud pequeña y la pureza de las muestras con un alto rendimiento de producción. En la segunda parte, estudiamos la encapsulación de distintos haluros metálicos, de interés tanto para imagen como para terapia, dentro de SWCNTs preparados por CVD y por descarga de arco. Se ha investigado el papel que juega la temperatura de calientamiento en el grado de cierre de las puntas de los nanotubos de carbono. Este estudio ha permitido la preparación de CNTs llenos con haluros metálicos de forma eficiente. El llenado de nanotubos de carbono da lugar a muestras que contienen una gran cantidad de material no encapsulado, externo a los nanotubos de carbono, que puede afectar e incluso dominar las propiedades de los nanotubos de carbono llenos. Por lo tanto, desarrollamos un protocolo que permite la eliminación de compuestos no encapsulados en poco tiempo y respetuoso con el medio ambiente, utilizando agua como solvente "verde" en un sistema Soxhlet, a la vez que se minimiza la cantidad de agua residual. La última parte de la tesis describe la modificación de las paredes externas de CNTs llenos. SWCNTs se han funcionalizado covalentemente a través de las reacciones de Tour y Prato, la primera resultando en un grado de funcionalización mayor. Para completar el estudio, las paredes externas de MWCNT llenos con cloruro de lutecio fueron decoradas con nanopartículas de oro. Estas nanocápsulas híbridas tienen interés para su uso como agentes duales para el diagnóstico y la terapia. En resumen, esta tesis aporta nuevos conocimientos sobre la preparación de nanocápsulas de carbono, para el desarrollo de la siguiente generación de agentes teranósticos. |
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