La investigación realizada en este trabajo de tesis comprende la preparación y evaluación reológica y farmacocinética de un sistema portador de fármaco constituido por el polielectrolito ácido (PE): Carbomer (CB) neutralizado con Ciprofloxacino (Cip) y distintas proporciones del ion Na+ ; con el objeto de correlacionar parámetros estructurales con los correspondientes a la liberación del fármaco. Para su estudio, estos complejos (CB-Cip) con distintos porcentajes molares de sodio (Na+ ) ((CB-Cip)50Nax , con X: 5, 10, 12, 14, 16 y 20 % en concentración molar) son obtenidos en forma sólida como sistemas particulados. El método de preparación es sencillo y no requiere equipamiento costoso. Mediante estudios de análisis térmico, se determinó que los productos particulados (CB-Cip)50Nax se presentaron como complejos iónicos amorfos. Los complejos preparados fueron caracterizados reológicamente, midiendo las propiedades viscoelásticas clásicas: el módulo elástico (G') y el módulo viscoso (G"). Se estudió el material hidratado con distintos fluidos de relevancia biológica, como solución fisiológica (SF), buffer fosfato (BF) pH=6,8 y agua destilada (AD) a diferentes temperaturas (25, 32 y 37°C). Los resultados obtenidos permitieron conocer interesantes propiedades de la estructura de estos materiales que dependían de la concentración molar del ion Na+ , de la concentración de los complejos (% p/p) en los distintos medios, como así también determinar cómo variaba la afinidad de estos complejos con los medios anteriormente mencionados para formar geles. Se realizaron estudios de liberación del fármaco desde los complejos, con concentración del 21 % p/p en BF pH=6,8 utilizando como medio de disolución en el disolutor BF a 37°C. A partir de los resultados obtenidos y analizados estadísticamente por ANOVA y LSD (Least significant difference) se estableció una correlación entre las variables estadísticas analizadas y el módulo G'. La cantidad de fármaco liberado por estos sistemas depende de las reticulaciones que promueve el ion Na que actúa como ligante entre las macromoléculas, presentándose un rango en el cual la cantidad de fármaco liberado es similar [10-14] % Na+ . La reología da información de la estructura del material particulado e hidratado y, en determinadas condiciones de trabajo, es posible establecer una correlación con la liberación del fármaco, A partir de la experiencia acumulada en esta tesis es posible avanzar en el conocimiento del comportamiento de complejos Polielectrolito - Fármaco (PE-F) en relación con el medio en que actúan. / The present work consists on the preparation and rheological and pharmaco-kinetic evaluation of a drug carrier system based on an acid polyelectrolyte (PE), Carbomer (CB), Ciprofloxacine (Cp) and different Na+ concentrations, with the purpose of correlating structural and drug release process parameters. The (CB-Cip) complexes with different sodium (Na+ ) molar concentrations, ((CB Cip)50Nax , where X: 5, 10, 12, 14, 16 y 20 %) were obtained as solid particulate systems. The preparation method is simple and no expensive equipment is required. By means of thermal analysis tests, it was established that the particulate products (CB-Cip)50Nax are amorphous ionic complexes. Those complexes were rheologically characterized with standard viscoelastic properties: the elastic (G') and the loss (G") moduli. The material was hydrated with different biological relevance fluids, such as physiological solution (SF), phosphate buffer solution (BF) pH=6.8 and distilled water (AD) at several temperatures (25, 32 and 37°C). The results of this study contributed to understand how the sodium molar concentration and the weight fraction of the above mentioned complexes determined their affinity with different biological studied fluids to form gels. The drug release experiments were performed on BF pH=6.8, 21% w/w complexes in BF solution media at 37°C. The results were statistically analyzed by ANOVA and LSD (Least significant difference) and a relation between the statistical properties and the elastic modulus G' was established. The amount of released drug depends on the reticulations induced by the Na+ ion, which acts as macromolecules ligand. A concentration rank of [10-14] % Na+ where the amount of released drug is similar was observed. Rheology tests provided information on the particulate and hydrated material structure and, at certain work conditions, was possible to determine a correlation with the drug release process. From the experience achieved in this thesis work, we conclude that it is plausible to make use of rheological information for a better understanding of the behavior of Polyelectrolyte – Drug complexes (PE-F) related to their ability to control drug release in specific conditions.

Durante el transcurso de la presente Tesis Doctoral se estudió el proceso de formación por vía electroquímica y la caracterización de nanoestructuras unimetálicas de Pd y Rh, así como también del par bimetálico Rh-Pd, sobre sustratos carbonosos de HOPG y CV. Para ello, se emplearon técnicas electroquímicas convencionales y de caracterización superficial, tales como microscopía STM y AFM ex-situ, SEM, EDX y XPS. Las potenciales propiedades electrocatalíticas para la reacción de hidrógeno fueron analizadas para el sistema bimetálico Rh-Pd/CV. Inicialmente, se analizó la electrodeposición de los metales individuales, Pd y Rh, sobre HOPG y CV. Para ambos sustratos, la deposición metálica siguió un mecanismo de nucleación y crecimiento 3D controlado por difusión. Los depósitos logrados fueron caracterizados por AFM corroborando el mecanismo propuesto. En todos los casos, se pudieron analizar los sitios activos preferenciales para la nucleación, morfología y el tamaño de los cristales generados. Para el sistema Pd/HOPG, fue posible obtener, dependiendo de las condiciones de polarización empleadas, estructuras unidimensionales sobre los bordes de escalón del sustrato. Además, se logró demostrar la deposición espontánea de Rh sobre HOPG activado. Las imágenes de AFM mostraron cristales de diversos tamaños y formas, generando principalmente grandes aglomerados con el incremento del tiempo de inmersión. El análisis EDX confirmó la presencia de C y Rh en la superficie del sustrato. Seguidamente, fue posible generar estructuras bimetálicas Rh-Pd/CV, mediante la deposición secuencial de los metales, aplicando escalones potenciostáticos, a partir de electrolitos conteniendo los cationes individuales. La caracterización por AFM mostró cristales cuasi-hemisféricos distribuidos uniformemente sobre la superficie y el análisis XPS detectó la presencia de ambos metales, constituyendo una estructura tipo core-shell. Finalmente, se analizó cualitativa y cuantitativamente, el efecto electrocatalítico de las nanoestructuras bimetálicas de Rh-Pd generadas frente a la reacción del electrodo de hidrógeno (HER). El modelo Volmer-Heyrovsky-Tafel (VHT) fue utilizado para obtener el conjunto de parámetros cinéticos, simulando perfectamente el comportamiento de esta reacción en un amplio rango de sobrepotenciales. / During the curse of the present Doctoral Thesis, the electrochemical formation process and the characterization of Pd and Rh metallic nanostructures, as well as the Rh-Pd bimetallic pair, were studied on HOPG and CV carbonaceous substrates. For this purpose, conventional electrochemical and surface characterization techniques, such as ex-situ STM and AFM, SEM, EDX and XPS were used. The potential electrocatalytic properties for the hydrogen reaction were analyzed for the Rh-Pd/CV bimetallic system. Initially, the electrodeposition of the individual metals, Pd and Rh, on HOPG and CV was performed. For both substrates, the metal deposition followed a diffusion-controlled 3D nucleation and growth mechanism. The obtained deposits were characterized by AFM corroborating the proposed mechanism. In all the cases, it was possible to analyze the preferential active sites for nucleation, the morphology and the size of the generated crystals. For the Pd/HOPG system, it could also be obtained one-dimensional structures on the step edges of the substrate, depending on the polarization conditions employed. It was also demonstrated the spontaneous deposition of rhodium on activated HOPG. AFM images showed crystals of different sizes and shapes, generating mainly large agglomerates with increasing immersion time. The EDX analysis confirmed the presence of C and Rh on the substrate surface. Afterwards, it was possible to generate Rh-Pd/CV bimetallic nanostructures by the sequential deposition of the metals, applying potentiostatic steps, from electrolytes containing the individual cations. The AFM characterization showed quasi-hemispherical crystals uniformly distributed on the surface and the XPS analysis confirmed the presence of both metals, constituting a core-shell type structure. Finally, the electrocatalytic effect of the Rh-Pd bimetallic nanostructures, towards the hydrogen electrode reaction (HER), was qualitatively and quantitatively analyzed. The Volmer-Heyrovsky-Tafel (VHT) model was used to obtain the set of kinetic parameters, perfectly simulating the behaviour of this reaction in a wide range of overpotentials.

La presente tesis estudia dos líneas de investigación paralelas y complementarias: por un lado, la síntesis de partículas de magnetita mediante el método de co-precipitación en presencia de surfactantes; por otro lado el diseño de biocatalizadores a base de la lipasa B de Candida Antarctica (CALB) y soportes magnéticos. La CALB ha sido estudiada en profundidad por el grupo de biocatálisis del instituto PLAPIQUI a lo largo de varios años. La performance de los biocatalizadores obtenidos fue testeada en la reacción de esterificación de ácido oleico con etanol sin solvente. El capítulo I introduce los conceptos básicos sobre catálisis en general y, con un nivel mayor de detalle, los relacionados con la catálisis enzimática resaltando su importancia en relación a múltiples aspectos biotecnológicos, ambientales y económicos. Se resumen los distintos métodos de inmovilización estudiados en la literatura a lo largo de la historia de esta disciplina, señalando las ventajas y desventajas de cada uno. También se hace una revisión de la variedad de materiales utilizados como soportes sólidos. Se puntualiza en soportes magnéticos, en particular a base de nanopartículas del óxido de hierro Fe3O4, magnetita (MAG). Se explicitan las características de la MAG, seleccionada para este trabajo. Las estrategias de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñadas, profundizando en el método de co-precipitación. Finalmente se enumeran los objetivos puntuales de las tesis. En el capítulo II se detalla el procedimiento experimental para la inmovilización de CALB. Se establecen las condiciones de reacción en las que se medirá la actividad catalítica (reacción test) y un protocolo de muestreo adecuado para la determinación de conversión. Por último, se describen las técnicas de caracterización aplicadas a los catalizadores y materiales precursores junto con el tratamiento necesario de las muestras para cada una. El capítulo III incluye el estudio de la síntesis de los soportes nanoparticulados a base de magnetita. Se analizan la influencia del tipo y concentración de estabilizante empleado en el medio de coprecipitación de MAG sobre las propiedades fisicoquímicas de las partículas formadas. Los modificantes explorados fueron ácido oleico, dodecilsulfato de sodio, polietilénglicol de alto peso molecular (35000) y hexametiléntetramina. Además, se estudia la funcionalización de las partículas magnéticas con grupos amino (NH2) empleando quitosano (QUIT) o lisina. Las muestras fueron caracterizadas por SEM-EDX, TEM, DRIFTS y DLS. Se establecen las formas en que cada sustancia orgánica participa en el mecanismo de cristalización y mediante éste se logra explicar las diferencias observadas en el tamaño, forma y funcionalidad superficial de las partículas. En el capítulo IV se estudia la inmovilización covalente de CALB sobre partículas magnéticas modificadas con ácido oleico, quitosano (QUIT) y glutaraldehído (GLUT). Las interacciones QUIT-GLUT, GLUT-CALB y CALB-CALB son estudiadas en profundidad. Se propone una relación entre las propiedades del soporte y el biocatalizador con la actividad catalítica. En base a esta relación, se sugiere un mecanismo de inmovilización que explica el comportamiento del sistema y se determinan cuáles son las variables críticas a ajustar para mejorar el protocolo de inmovilización. En el capítulo V constituye un trabajo de optimización del catalizador preparado en el capítulo IV. Para ello, se investiga la inmovilización de CALB sobre el mismo soporte estudiado en el capítulo IV, previa modificación de la superficie con cantidades variables de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS) y de más GLUT. La influencia de la cantidad nominal de CALB ofrecida también fue evaluada. Un programa computacional se empleó para diseñar los experimentos y analizar estadísticamente los resultados. Se obtuvieron modelos matemáticos que permitieron identificar las variables significativas para cada respuesta evaluada: conversión, carga enzimática y actividad específica. Se seleccionaron los mejores catalizadores para comprobar su estabilidad operacional y retención de actividad en almacenamiento. Los mecanismos de inmovilización sobre las distintas superficies que explican estas propiedades son propuestos. Los diferentes catalizadores y materiales precursores fueron caracterizados ampliamente por varias técnicas. En el capítulo VI se exploran distintos métodos de cuantificación de proteínas en vista de los errores encontrados en los más comunes (Bradford, Lowry) y que se implementan en forma rutinaria para el cálculo de la carga enzimática en los biocatalizadores preparados. CALB fue determinada en el caldo comercial, los sobrenadantes de inmovilización y aguas de lavado de varias muestras mediante 4 protocolos distintos, combinando el clásico ensayo de Bradford con la determinación de azufre por emisión atómica. Se analizó la influencia del patrón de concentración elegido para el método colorimétrico y se identificaron las interferencias presentes en ambas técnicas. Fue posible establecer un protocolo de cuantificación de esta lipasa que, a diferencia de otros, arrojó valores de carga enzimática concordantes con la actividad de los catalizadores. La demostración de los errores sistemáticos cometidos a través del ensayo de Bradford sugiere que este método sea recon siderado – e incluso descartado- para cuantificar cualquier proteína, ya sea en un medio de inmovilización o no. En el capítulo VII se investiga la inmovilización de CALB un nuevo soporte: magnetita funcionalizada con el aminoácido lisina (LIS). Este material posee propiedades diferentes a MAG-QUIT en cuanto a tamaño de partícula y estabilidad en suspensión acuosa. El acoplamiento de la lipasa se realizó mediante dos técnicas: A- adsorción simple sobre MAG-LIS seguida de entrecruzamiento con GLUT de concentración variable, y B-activación de MAG-LIS con GLUT de una concentración específica (determinada según los resultados del método A) y posterior inmovilización covalente. Se logró diseñar un protocolo que permite obtener un biocatalizador activo, fácilmente separable del medio de reacción, reutilizable, resistente a los reusos y total preservación de actividad durante largos períodos de almacenamiento. En capítulo VIII se enumeran las conclusiones globales de todo la investigación realizada y se establecen los lineamientos considerados pertinentes para el trabajo a futuro. / The present thesis follows two parallel and complementary lines of research: on the one hand, the synthesis of magnetite particles by the co-precipitation method in the presence of surfactants; and on the other, the use of different materials prepared as new supports for the immobilization of Candida Antarctica lipase B (CALB), an enzyme in depth studied by the biocatalysis group of the PLAPIQUI institute over several years. The performance of the obtained biocatalysts was tested in the solvent-free esterification reaction of oleic acid with ethanol. Chapter I introduces general concepts of catalysis and, with a greater level of detail, those related to enzymatic catalysis. The importance was highlighted in relation to multiple aspects such as biotechnology, environment and economy. Different methods of immobilization studied in the literature throughout the history of this discipline are summarized, pointing out the advantages and disadvantages of each one. There is also an extensive review of the variety of materials used as solid supports. Magnetic supports are well described, particularly those based on magnetite nanoparticles. The characteristics of the magnetite as the one chosen for this work are explained. The synthesis strategies of nanoparticulated iron oxide are briefly reviewed, deepening in the co-precipitation method. Finally the specific objectives of the theses are listed. Chapter II details the experimental procedure for CALB immobilization. The reaction conditions in which the catalytic activity (test reaction) and a suitable sampling protocol for conversion determination are measured are set forth. Finally, the characterization techniques applied to the catalysts and precursor materials are described together with the necessary treatment of the samples for each one. Chapter III includes the study of the synthesis of nanoparticulated supports based on magnetite. The influence of the type and concentration of stabilizer used for MAG coprecipitation medium on the physicochemical properties of the formed particles is analyzed. The modifiers screened were oleic acid, sodium dodecylsulfate, high molecular weight polyethylene glycol (35,000) and hexamethylenetetramine. In addition, the functionalization of the magnetic particles with amino groups (NH2) using chitosan (QUIT) or lysine was studied. Samples were characterized by SEM-EDX, TEM, DRIFTS and DLS. The rol of each organic substance in the mechanism of crystallization are established. This analysis allows to explain the differences observed in the size, shape and surface functionality of the particles. Chapter IV studies the covalent immobilization of CALB on magnetic particles modified with oleic acid, chitosan (QUIT) and glutaraldehyde (GLUT). The QUIT-GLUT, GLUT-CALB and CALB-CALB interactions are studied in depth. A relation between the properties of the support and the biocatalyst with the catalytic activity is proposed. Based on this relationship, an immobilization mechanism is suggested that explains the behavior of the system and determines which are the critical variables to be adjusted to improve the immobilization protocol. Chapter V is an optimization work for catalyst prepared in Chapter IV. For this purpose, CALB was immobilized on the same support studied in Chapter IV, after modification of the surface with varying amounts of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS) and more GLUT. The influence of the nominal amount of CALB offered was also evaluated. A computer program was used to design the experiments and statistically analyze the results. Mathematical models were obtained to identify the significant variables for each evaluated response: conversion, enzymatic loading and specific activity. The best catalysts were selected to check their operational stability and activity retention after storage. The mechanisms of immobilization on the different surfaces that explain these properties are proposed. The prepared catalysts and precursor materials were widely characterized by various techniques. In Chapter VI, different methods of protein quantification are explored considering the errors found in the most common ones (Bradford, Lowry) , routinely implemented for the calculation of the enzymatic loading in biocatalysts. CALB was determined in the commercial broth, the immobilization supernatants and washing waters of several samples by 4 different protocols, combining the classic Bradford test with the determination of sulfur by atomic emission. The influence of the concentration standard chosen for the colorimetric method were studied and the interferences present in both techniques were identified. It was possible to establish a protocol for quantification of this lipase which, unlike others, yielded values of enzymatic loading consistent with the activity of the catalysts. The demonstration of the systematic errors made through the Bradford test suggests that this method be considered - and even ruled out - to quantify any protein, whether in immobilization medium or not. Chapter VII investigates the immobilization of CALB on a new support: magnetite functionalized with the amino acid lysine (LIS). This material has different properties from MAG-QUIT in terms of particle size and stability in aqueous suspension. Lipase coupling was performed by two techniques: A- simple adsorption on MAG-LIS followed by cross-linking with GLUT of variable concentration, and B- activation of MAG-LIS with GLUT of a specific concentration (determined according to the results of method A) and subsequent covalent immobilization. It was possible to design a protocol that allows to obtain an active biocatalyst, easily removable from the reaction medium, reusable, resistant to reuse and with total preservation of activity during long periods of storage. Chapter VIII lists the overall conclusions of the research carried out and establishes the guidelines considered relevant for future work.

El objetivo de esta Tesis es diseñar sistemas multifuncionales que combinen funciones de diagnóstico y terapia, o teranósticos, a base de nanopartículas magnéticas (NPMs) de óxido de hierro (magnetita/maghemita) para su potencial aplicación en patologías oncológicas. Para ello se realizó un trabajo experimental que involucró la optimización de las metodologías de síntesis de las NPMs y la posterior incorporación secuencial de los distintos componentes, en conjunto con las caracterizaciones y ensayos tendientes a evaluar su funcionalidad en cada etapa. En primer término, se estudiaron las vías de síntesis de NPMs de manera de conseguir un control sobre las propiedades fisicoquímicas, y de la estabilidad de NPMs en suspensión acuosa. Se modificó la superficie de las NPMs con ácido fólico (AF) de manera de proporcionar a las NPMs selectividad para acumularse en células tumorales debido a que el receptor de folatos se encuentra sobreexpresado en células de varios tipos de cáncer. En una etapa posterior, se cargaron las NPMs modificadas con AF con fármacos oncológicos para impartir la función terapéutica. La Doxorubicina (Doxo) es uno de los agentes quimioterapéuticos más efectivos usados en el tratamiento de varios tipos de cáncer. A pesar de su gran uso, varios efectos secundarios se encuentran asociados a la distribución sistémica de este fármaco una vez administrado. Estos efectos secundarios están relacionados con la necesidad de administrar dosis elevadas del fármaco debido a la escasa selectividad y eficacia asociada con su distribución no específica en el cuerpo. Las siguientes instancias del desarrollo de este trabajo de tesis se dedicaron a evaluar las potencialidades de los agentes teranósticos para: (i) direccionamiento mediado por un campo magnético; (ii) actuar como medio de contraste en diagnóstico por imagen mediante resonancia magnética (RMI), (iii) ejercer su acción terapéutica. En el Capítulo I se introducen los conceptos básicos sobre nanotecnología, nanociencia y nanomateriales. Se describen en mayor detalle las razones por las cuales se seleccionaron las NPMs para el desarrollo de este trabajo de tesis. Dentro del conjunto de NPMs se puntualiza en las de óxido de hierro, en particular, magnetita (MAG, Fe3O4). Los métodos de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñados, profundizando en la técnica de co-precipitación. Además se describen las diferentes estrategias de estabilización y funcionalización del núcleo magnético. Se resumen las aplicaciones de las NPMs en biomedicina. En este sentido, se describen las ventajas de las mismas como herramientas de diagnóstico, al actuar como agentes de contraste en RMI. También se muestran las formas de vectorización de fármacos mediante el empleo de NPMs y se enuncian las habilidades de las nanoformulaciones descriptas para actuar como agentes teranósticos. Finalmente se enumeran el objetivo general y los objetivos específicos, así como la hipótesis planteada en esta tesis. En el Capítulo II se describen los reactivos empleados y las técnicas de caracterización aplicadas a las diferentes nanoformulaciones junto con el tratamiento necesario de las muestras en cada caso. El Capítulo III se dedicó al estudio de las metodologías de síntesis, estabilización y control de la estabilidad de las NPMs de MAG. Se describen los resultados obtenidos al emplear dos métodos de síntesis: co-precipitación y su variante reducción-precipitación, con el fin de seleccionar una metodología adecuada para la obtención de NPMs de MAG en función de las aplicaciones propuestas. En base a los resultados, se seleccionó la técnica de co-precipitación como la más adecuada, y se incluyó un estudio exhaustivo de las variables experimentales asociadas a dicha técnica con el propósito de conseguir un control de las propiedades fisicoquímicas. Este análisis involucró el estudio de los mecanismos que conducen a la formación de las NPMs de MAG así como una completa caracterización y los ensayos necesarios para evaluar la estabilidad, en términos de la evolución del diámetro hidrodinámico (DH) en función del tiempo de almacenamiento en suspensión acuosa. En el Anexo I se informan los resultados que complementan a este capítulo. En el Capítulo IV se estudió la incorporación de un ligando selectivo, la vitamina B9 ó AF, a la superficie de MAG, previamente funcionalizada con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS). Para ello se evaluaron dos metodologías: la adsorción simple del AF y el anclaje covalente mediado por carbodiimida. Se combinaron los datos experimentales obtenidos con estudios teóricos. Esto permitió adquirir conocimientos acerca del mecanismo de interacción AF-MAG@APTS y corroborar la disponibilidad del grupo selectivo del AF posterior a su incorporación a la superficie de MAG@APTS. En una segunda instancia, se estudió la estabilidad de las nanoformulaciones obtenidas de acuerdo a dos criterios: (i) evolución del DH en función del tiempo de almacenamiento en dispersión acuosa y (ii) estudio de la capacidad de retención del AF incorporado. Finalmente, se incluye un estudio tendiente a predecir el comportamiento de las nanoformulaciones en un medio que simula el plasma sanguíneo en términos de osmolaridad, pH y contenido de proteína. En el Capítulo V se presentan y discuten los ensayos realizados para proveer a las nanoformulaciones de la acción terapéutica necesaria para constituir un agente teranóstico. La carga de la droga se realizó mediante adsorción superficial, explorando la influencia de diferentes parámetros asociados a dicho procedimiento. Se evaluó la liberación de Doxo in vitro mediante la implementación de una metodología que intenta simular la ruta que debería atravesar la nanoformulación una vez inyectada, vía intravenosa, en el torrente sanguíneo hasta su acumulación en el tumor. En el Capítulo VI se investigó la habilidad de las NPMs, presentadas en los Capítulos IV y V, para ser guiadas magnéticamente al exponerlas a un campo magnético externo mediante ensayos in vitro. Se propuso el empleo de un sistema de flujo continuo acoplado a un espectrofotómetro Uv-Visible, con el objetivo de monitorear la disminución del contenido de NPMs de la dispersión estudiada como consecuencia de la retención de las mismas por acción de un imán de NdFeB colocado en el sitio blanco. En este capítulo, se analizó además, la capacidad de las nanoformulaciones como agentes de contraste. Se determinó la eficiencia de contraste de cada formulación, comparando los valores obtenidos con los correspondientes a agentes de contrastes comerciales. En el Capítulo VII se incluyen ensayos in vitro, empleando una línea celular de cáncer colorrectal (CCR), con el fin de evaluar la capacidad del nanoteranóstico preparado de inhibir el crecimiento celular, a través de la internalización y la posterior liberación de droga en forma intracelular. En este mismo capítulo, se presentan, como complemento, los resultados correspondientes al estudio de la biocompatibilidad de las mismas nanoformulaciones utilizando un modelo animal de zebrafish. En el Anexo II se informan los resultados que complementan a este capítulo. Finalmente, en el Capítulo VIII, se puntualizan las conclusiones generales abordadas a partir de los resultados obtenidos y analizados en cada uno de los capítulos. Se definen además, los lineamientos de la proyección de futuros trabajos. / The aim of this thesis is to design multifunctional nanosystems combining the diagnostic and therapy or theranostics, based on magnetic nanoparticles (MNPs) of iron oxide (magnetite/maghemite) for their potential application in the treatment of oncological pathologies. To this end, an experimental work involving the optimization of MNPs synthetic procedures followed by a sequential incorporation of different components was performed. The synthesis of MNPs was carefully studied in order to achieve a control on their physicochemical properties and stability in aqueous suspension. The folate receptor is overexpressed in several types of tumor cells. Therefore, MNPs surface was modified with folic acid (FA) to provide them selectivity and affinity towards tumor cells. At a later stage, MNPs modified with FA were loaded with an oncological drug aiming to impart them therapeutic function. Doxorubicin (Doxo) is one of the most effective and used chemotherapeutic agents for the treatment of many types of cancer. In spite of this, several side effects are associated with the systemic distribution of this drug once administrated. These unwanted effects are related to large drug dosage, poor selectivity and low efficiency associated to the non specific distribution of drugs in the body. The following instances comprising this work were devoted to evaluate the capabilities of the theranostic agents concerning: (i) in vitro magnetic targeting, (ii) diagnostic as contrast agent for imaging magnetic resonance (MRI); (iii) therapeutic functions. In Chapter I, the fundamental concepts regarding the nanotechnology, nanoscience and nanomaterials are introduced. The abilities of MNPs to these kinds of applications are emphasized, justifying their selection for the development of this thesis. Magnetite (MAG, Fe3O4) was employed to formulate the MNPs. The methods of synthesis are briefly reviewed, highlighting the co-precipitation technique. Besides, different stabilization and functionalization strategies of the magnetic core are described. The applications of MNPs in biomedicine are summarized. Their capabilities as contrast agents in RMI, and target drug delivery are presented, as well as their potential as theranostic agents. Finally, the hypothesis followed by the general and specific objectives is defined. Chapter II describes all reagents and solvents employed in this work. Besides, the techniques used for the nanoparticles characterizations are described together with preparative treatment of the samples for each one. In Chapter III, the study of the synthesis methodologies, and stabilization of MAG are presented. Two methods of obtention are described; co-precipitation and its reduction-precipitation, both were evaluated in order to select a suitable methodology for achieving MAG. The co-precipitation technique was chosen based on the reached results. An exhaustive study of the experimental conditions associated to this methodology was included. This analysis involved the study of MAG formation mechanisms as well as a complete structural and surface characterization. The necessary tests to evaluate the stability, in terms of the evolution of the hydrodynamic diameter (HD) as a function of the storage time in aqueous suspension were performed. Complementary results are reported in Annex I. In Chapter IV the incorporation of FA to MAG surface, previously modified with APTS, was studied aiming to provide selectivity towards folate receptors. To do this, two methodologies were evaluated: simple adsorption and covalent linkage. The obtained experimental data were combined with theoretical studies to gain knowledge about the possible mechanisms to FA-MAG@APTS linkage. These data also provided evidence regarding the availability of the selective FA group after its incorporation into the MAG@APTS surface. The stability of the obtained nanoformulations was studied based on two criteria: (i) the evolution of the HD as a function of the storage time in aqueous dispersion and (ii) the study of the FA retention. Finally, a study tending to predict the behavior of nanoformulations in a medium simulating blood plasma in terms of osmolarity, pH and albumin content was developed. In this sense, the aggregation trend and the nanosystems stability were the analyzed parameters. In Chapter V, the assays devoted to provide the nanoformulations with therapeutic action are presented and discussed. The loading of the drug (Doxo) was carried out by simple adsorption. The influence of different parameters associated with the reaction was explored. The release of Doxo was analyzed by implementing an original procedure to simulate the pathways followed by MNPs once intravenously administered. In Chapter VI, the magnetic target ability of MNPs presented in Chapters IV and V, was in vitro investigated. To achieve this, a novel continuous flow system was fabricated to quantify the amount of MNPs retained in the magnet site in an environment mimicking the bloodstream. On the other hand, the efficiency of the nanosystems as selective contrast agents in MRI was analyzed using a clinical equipment. Chapter VII includes in vitro tests, using a human colorectal cancer cell line (CCR). The evaluated parameters were the MNPs internalization, cellular viability and the therapeutic action of the MNPs loaded Doxo. On the other hand, the results corresponding to biocompatibility studies of the same nanoformulations in vivo are presented. To this end an animal model, zebrafish (Danio rerio), was implemented. Complementary results are reported in Annex II. Finally, Chapter VIII lists the overall conclusions of this investigation work and establishes the guidelines for the future works.