Ingeniería de Nanosistemas híbridos inteligentes con respuesta dual estímulo para el transporte de Doxorrubicina: Impacto de la arquitectura

En el diseño de materiales inteligentes, uno de los principales desafíos es desarrollar nanosistemas capaces de responder de forma controlada a estímulos externos, permitiendo la transmisión y transducción de información [1–3]. Estos sistemas presentan gran potencial en diversas aplicaciones, particularmente en el transporte y la liberación controlada de fármacos. En este contexto, se propuso la síntesis de nanosistemas híbridos inteligentes (NHI) programables y autónomos para la liberación de doxorrubicina (DOX), basados en una arquitectura núcleo-cáscara recubierta con un polímero sensible a pH y temperatura.

Se estudiaron sus propiedades de respuesta dual en función de la nanoarquitectura. Para ello, se sintetizaron nanopartículas Au@SiO2, tanto de sílice densa [2] como mesoporosa. Cabe destacar que Au fue seleccionado por sus propiedades plásmonicas como nanofuente de temperatura. Posteriormente, se injertó mediante polimerización fotoinducida un copolímero de ácido acrílico (AA) y N-isopropilacrilamida (NIPA), que aportan sensibilidad a pH y temperatura, respectivamente. Además, se comparó la influencia en la estructura polimérica, cepillo versus microgel, variando la del entrecruzante N,N-dialiltartamida (DAT).

Los NHI fueron caracterizados mediante MET, FTIR, UV-Vis, DLS, SAXS y potencial Z, confirmando su estabilidad coloidal, monodispersión y respuesta reversible a estímulos. Asimismo, se determinó la temperatura crítica inferior de solución (LCST) de cada nanosistema mediante estudios de relaxometría por RMN.

Se comparó in situ la eficiencia de carga y liberación de DOX. En las NPs densas, se observó un mayor porcentaje de carga cuando el copolímero se estructura en un microgel. Por el contrario, en las NPs mesoporosas, la eficiencia de carga resultó independiente de la estructura del polímero y, a su vez, superior a la de los sistemas densos. Además, estas últimas presentaron mayor liberación de DOX. La liberación se evaluó bajo diferentes condiciones, evidenciándose mayores porcentajes de descarga en medios ácidos y a temperaturas elevadas, ya sea fotoinducida o controlada externamente.

Finalmente, la biocompatibilidad se confirmó en fibroblastos murinos (L929), y los ensayos en melanoma humano (Mel-J) mostraron una citotoxicidad comparable a la del fármaco libre. En conjunto, estos resultados evidencian que la nanoarquitectura permite modular la respuesta del sistema, destacando su potencial en la administración controlada de fármacos.