Síntesis y caracterización de nanoparticulas de sílice mesoporosa mediante el método Sol-gel
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2023
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Resumen
La sílice (SiO2) es una materia prima ampliamente estudiada y utilizada en nanomateriales y por esto es importante conocer cuáles son los métodos de obtención más adecuados para el campo farmacéutico, específicamente en el transporte y liberación de fármacos. La ruta planteada para la síntesis de nanopartículas de sílice mesoporosa, parte de la aplicación del método Sol-gel disponiendo como precursor un alcóxido de silicio, el tetraetilortosilicato (TEOS), y adicionalmente un tensioactivo, en este caso el bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTAB), sin embargo, se realizó un contraste frente a la influencia de la naturaleza del tensioactivo en donde se emplea Tween 80 y con ello se evaluaron qué condiciones permitieron una mejor formación del sistema nanoparticulado. Cabe resaltar que las reacciones involucradas en esta síntesis son dependientes de pH y por esto se llevó a cabo una catálisis ácida y básica para determinar cual genera mejores resultados.
El fin de este proyecto fue encontrar aquellas condiciones que optimizan el proceso de síntesis para así dar origen a nanopartículas de sílice que puedan ser funcionalizadas y con ello ser usadas como vehículo de fármacos. Las mejores condiciones que permitieron la síntesis de nanopartículas, con base en los ensayos de caracterización aquí empleados fueron: una alta concentración de TEOS y CTAB, pH básico, sin cavitación y en esas mismas condiciones, pero con cavitación ultrasónica, siendo este último ensayo de gran relevancia debido a que se logró una ampliación en lo que respecta al trabajo evidenciando de como la cavitación puede favorecer el proceso de síntesis y convertirse en un parámetro crítico del proceso.
En términos generales, se hallaron las condiciones de síntesis adecuadas para la obtención de nanopartículas de sílice, no citotóxicas en un rango de tamaños de 40 a 100 nm, gracias a la utilización de una técnica de síntesis y caracterización pertinente a la naturaleza de la materia prima utilizada.
Descripción
Abstract
Silica (SiO2) is a widely studied raw material in the field of nanomaterials, and understanding the most suitable methods for its pharmaceutical applications, particularly drug transport and release, is crucial. The proposed route for synthesizing mesoporous silica nanoparticles involves the Sol-gel method, using tetraethylorthosilicate (TEOS) as the precursor and the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB). However, a comparison was made to assess the influence of the surfactant's nature, including the use of Tween 80, to determine the conditions that best facilitated nanoparticle formation. It's important to note that the reactions involved in this synthesis are pH-dependent, so both acidic and basic catalysis were employed to determine which produced superior results.
The aim of this project was to identify the conditions that optimize the synthesis process, leading to functionalized silica nanoparticles suitable for drug delivery. The most favorable conditions, as determined through the characterization experiments, included a high concentration of TEOS and CTAB, basic pH, and a process with or without ultrasonic cavitation. The latter condition is particularly significant as it demonstrated the benefits of cavitation in enhancing the synthesis process, establishing it as a critical parameter.
In summary, suitable synthesis conditions were identified for producing non-cytotoxic silica nanoparticles in the range of 40 to 100 nm. This achievement was made possible by employing a synthesis and characterization technique tailored to the nature of the raw material used.
Palabras clave
Nanotecnología, Sílice, Nanopartículas, Síntesis, Cavitación
Keywords
Nanotechnology, Silica, Nanoparticles, Synthesis, Cavitation