Optimización del proceso de fabricación de nanopartículas de silicio poroso para la liberación de fármacos de forma controlada

Abstract

[ES] La liberación controlada de fármacos es una de las áreas de investigación que mayor interés está despertando en los últimos años, ya que permite dispensar los tratamientos de manera focalizada en las zonas de interés del paciente en lugar de realizar una distribución más general sobre todo el organismo. Esto permite aumentar la efectividad del tratamiento a la vez que se reducen los potenciales efectos adversos que puede tener un determinado medicamente sobre el organismo. Una de las maneras de llevar a cabo esta liberación controlada es mediante el uso de nanopartículas, las cuales portarán el medicamento hasta la región deseada y únicamente lo liberarán cuando se encuentren en ella. Una opción para realizar esto es mediante el uso de nanopartículas porosas, dentro de las cuales es posible almacenar la sustancia activa, de forma que los poros únicamente se abrirán cuando se reciba la señal específica que determine que la nanopartícula ha alcanzado su destino. En este contexto, en este Trabajo Fin de Máster se plantea el uso de nanopartículas de silicio poroso para este tipo de aplicaciones de liberación controlada. Trabajos previos realizados en colaboración entre el Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC) y el Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), ambos institutos de investigación de la UPV, han demostrado que es posible realizar esa liberación controlada utilizando nanopartículas de silicio poroso. Sin embargo, es necesario un mayor estudio del proceso de fabricación de este tipo de nanopartículas de cara a obtener un mayor control de sus características físicas (tamaño de nanopartícula, tamaño de poro, densidad de poros) así como una mayor eficiencia de ese proceso de fabricación (cantidad de nanopartículas, homogeneidad en el tamaño). Por tanto, este Trabajo Fin de Máster se centrará en estas tareas de optimización del proceso de fabricación de las nanopartículas de silicio poroso de cara a mejorar su funcionamiento en aplicaciones de liberación controlada de fármacos.

[CAT] L'alliberament controlat de fàrmacs és una de les àrees de recerca que major interès està despertant en els últims anys, ja que permet dispensar els tractaments de manera focalitzada en les zones d'interès del pacient en lloc de realitzar una distribució més general sobretot l'organisme. Això permet augmentar l'efectivitat del tractament al mateix temps que es redueixen els potencials efectes adversos que pot tindre un determinat fàrmac sobre l'organisme. Una de les maneres de dur a terme aquest alliberament controlat és mitjançant l'ús de nanopartícules, les quals portaran el medicament fins a la regió desitjada i únicament l'alliberaran quan es troben en ella. Una opció per a realitzar això és mitjançant l'ús de nanopartícules poroses, dins de les quals és possible emmagatzemar la substància activa, de manera que els porus únicament s'obriran quan es reba el senyal específic que determine que la nanopartícula ha aconseguit el seu destí. En aquest context, en aquest Treball Fi de Màster es planteja l'ús de nanopartícules de silici porós per a aquest tipus d'aplicacions d'alliberament controlat. Treballs previs realitzats en col·laboració entre el Centre de Tecnologia Nanofotònica (NTC) i l'Institut Interuniversitari de Recerca de Reconeixement Molecular i Desenvolupament Tecnològic (IDM), tots dos instituts de recerca de la UPV, han demostrat que és possible realitzar aquest alliberament controlat utilitzant nanopartícules de silici porós. No obstant això, és necessari un major estudi del procés de fabricació d'aquest tipus de nanopartícules de cara a obtenir un major control de les seues característiques físiques (grandària de nanopartícula, grandària de porus, densitat de porus) així com una major eficiència d'aquest procés de fabricació (quantitat de nanopartícules, homogeneïtat en la grandària). Per tant, aquest Treball Fi de Màster se centrarà en aquestes tasques d'optimització del procés de fabricació de les nanopartícules de silici porós de cara a millorar el seu funcionament en aplicacions d'alliberament controlat de fàrmacs.

[EN] The controlled release of drugs is one of the areas of research that is arousing the most interest in recent years, since it allows treatments to be dispensed in a focused manner in the areas of interest to the patient instead of carrying out a more general distribution over the entire body . This makes it possible to increase the effectiveness of the treatment while reducing the potential adverse effects that a certain medication may have on the body. One of the ways to carry out this controlled release is through the use of nanoparticles, which will carry the drug to the desired region and will only release it when they are there. One option to do this is through the use of porous nanoparticles, within which it is possible to store the active substance, so that the pores will only open when the specific signal that determines that the nanoparticle has reached its destination is received. In this context, this Master's Thesis proposes the use of porous silicon nanoparticles for this type of controlled release applications. Previous work carried out in collaboration between the Nanophotonic Technology Center (NTC) and the Interuniversity Research Institute for Molecular Reconnaissance and Technological Development (IDM), both UPV research institutes, have shown that it is possible to carry out this controlled release using nanoparticles of porous silicon. However, further study of the manufacturing process of this type of nanoparticles is necessary in order to obtain greater control of their physical characteristics (nanoparticle size, pore size, pore density) as well as greater efficiency of this manufacturing process. manufacturing (quantity of nanoparticles, homogeneity in size). Therefore, this Master's Thesis will focus on these tasks of optimizing the manufacturing process of porous silicon nanoparticles in order to improve their performance in controlled drug release applications.