Nanopartículas de sílice mesoporosa sensibles a ultrasonido para aplicaciones biomédicas

Abstract

Esta tesis doctoral se centra en el estudio de nanopartículas de sílice mesoporosa(MSNs) en combinación con ultrasonido (US) para su uso en biomedicina, y más concretamente, en el contexto de la oncología. La elevada toxicidad de los fármacos antitumorales tras su administración sistémica hace necesaria la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas con un mejor perfil de seguridad para el paciente. El uso de nanopartículas como transportadores de estos fármacos podría permitir una acumulación más selectiva de los mismos en el tumor, disminuyendo así la distribución al resto del organismo y los efectos secundarios asociados. La acumulación selectiva de nanopartículas en tumores sólidos se debe a su estructura vascular anómala, que permite la extravasación y retención de macromoléculas y partículas de hasta varios cientos de nanómetros. Este efecto de permeabilidad y retención aumentadas (EPR), que se denomina comúnmente“vectorización pasiva” constituyó la principal motivación en el desarrollo de la nanomedicina aplicada al cáncer, como es el caso del Doxil®, primera nanomedicina oncológica comercializada. En la presente tesis doctoral se ha elegido como nanotransportador de dichos fármacos las MSNs debido a su estabilidad físicoquímica y sus propiedades texturales, elevada área superficial y volumen de poro, que proporcionan una elevada capacidad de carga de fármacos. El US se ha elegido como estímulo porque presenta una gran capacidad para penetrar hasta zonas profundas del organismo de forma no invasiva, y puede producir efectos tanto mecánicos como térmicos en el medio biológico sobre el que se aplique...This PhD thesis is focused on studying the use of mesoporous silica nanoparticles(MSNs) in combination with ultrasound (US) for biomedical applications, and more specifically, in the context of oncology.The high toxicity of anticancer drugs after their systemic administration makes necessary looking for new therapeutic strategies with a better safety profile for the patient. The use of nanoparticles as carriers of these drugs could allow a more selective accumulation of the drug in the tumor, decreasing the distribution to the rest of the organism and the associated side effects. The selective accumulation of nanoparticles insolid tumors is due to their anomalous vasculature, which allows the extravasation and retention of macromolecules and particles up to a few hundred nanometers. This enhanced permeation and retention (EPR) effect, which is commonly referred to as“passive targeting”, has constituted the main motivation driving the development of cancer nanomedicine, as was the case for Doxil®, the first cancer nanodrug commercialized. In the present doctoral thesis, MSNs were selected as drug nanocarriers due to their physicochemical stability and their textural properties, high surface area and pore volume, which provide a high drug loading capacity. US was chosen as the stimulus because it presents the capacity to non-invasively penetrate deep into the body, and it can produce thermal and mechanical effects in the biological medium...