Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / En los últimos años la mayoría de los fármacos producidos por la industria farmacéutica innovadora presentan problemas de solubilidad acuosa, lo que reduce la biodisponibilidad de estos y dificulta su formulación. Una opción para vehiculizar estos fármacos es mediante el uso de la nanotecnología utilizando matrices poliméricas. Para la generación de nanopartículas poliméricas, el método de nanoprecitación es una opción interesante, ya que es simple, rápido, escalable y utiliza materiales poco tóxicos. Sin embargo, su principal limitante es la facilidad con que se generan agregados.
El objetivo de este trabajo es encontrar las condiciones para la generación de nanopartículas poliméricas de reducido tamaño (menores a 150 nm), con distribución de tamaños monodispersa y monomodal, en un solo paso, de forma reproducible y sin la necesidad de utilizar filtros.
La primera parte de este trabajo corresponde al desarrollo experimental para encontrar las condiciones adecuadas de producción. Aquí, se busca desarrollar un protocolo para obtener una población de nanopartículas monodispersa a partir de los polímeros Eudragit® RS, Eudragit® RL y policaprolactona, polímeros de propiedades variadas. Esto permitirá tener un mayor espectro de nanovehículos disponibles para encapsular fármacos con propiedades fisicoquímicas diversas. La segunda parte de este trabajo emplea la química computacional, específicamente la dinámica molecular, para realizar modelos que permitan comprender el fenómeno en la escala de átomos y moléculas, difícil de observar con los equipos disponibles. De este modo, se desarrolla un modelo de policaprolactona Coarse Grain para dinámica molecular que permite realizar simulaciones en tiempos acotados y ofrezca la posibilidad de complejizarse sin elevados costos computacionales.
Dentro de los principales hallazgos de este trabajo, se encuentra la generación de nanopartículas monodispersas de polímeros hidrofóbicos, con estructuras variadas a través de la sistematización diferentes estrategias. En lo que respecta a la dinámica molecular, el modelo Coarse Grain de policaprolactona precipita en medio acuoso y es capaz de reducir el tiempo de simulación 20 veces.
Este trabajo logra generar de forma rápida y reproducible un espectro de nanovehículos monodispersos para futuras aplicaciones, además de facilitar el diseño de nuevas formulaciones considerando el protocolo establecido. Estas nanopartículas serían útiles para realizar posteriores estudios biológicos con mayor trazabilidad / In the last few years, most innovative drugs produced by the pharmaceutical industry exhibit aqueous solubility problems, impairing their formulation and reducing their bioavailability. An option for drug delivery is the use nanotechnology based on polymeric matrices. For the generation of these nanoparticles, the nanoprecipitation method is an interesting option, being simple, fast, scalable and susceptible to formulate using less toxic materials. Nevertheless, the main limitation of this technique is the nanoparticle tendency to aggregate.
The aim of this work is, firstly, to find the conditions for the generation of polymeric nanoparticles of reduced size (less than 150 nm), in a single step, with a monodisperse and monomodal size distribution, and without the use of filters. We used the polymers Eudragit® RS, Eudragit® RL and polycaprolactone (polymers with different physicochemical characteristics), to obtain a wide spectrum of nanoparticles for drug encapsulation. Secondly, to understand the process at a molecular and atomic scale (both difficult to observe with the available equipment), we explored the use of computational chemistry, specifically molecular dynamics. Thus, a polycaprolactone molecular dynamics Coarse Grain model was developed to simulate in short time lapses, and with the potential to enhance the complexity without high computational costs.
Among the principal findings of this thesis, conditions for monomodal nanoparticles of hydrophobic polymers were found, with diverse structures through the systematization of different strategies. Regarding molecular dynamics, the polycaprolactone Coarse Grain model showed the polymer precipitation in aqueous medium and was capable of reducing the simulation time 20-fold. These findings could be used in formulating nanoparticles that could allow achieving more traceable biological studies
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/144706 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Jara González, Miguel Orlando |
| Contributors | Morales Montecinos, Javier |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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