Plataforma nanoestructurada multifuncional para liberación secuencial de moléculas terapéuticas

Abstract

A partir de nanocajas metálicas de doble pared monoporo sintetizadas (DWSPNb) por efecto Kirkendall y reemplazo galvánico, se propone una potencial plataforma multifuncional nanoestructurada con capacidad de liberación secuencial de agentes moleculares para uso terapéutico. Para evaluar la plataforma se realizaron métodos numéricos basados ​​en las dimensiones, morfología y composición de las nanocajas sintetizadas. Para combinaciones de dos moléculas farmacológicas de interés, el los coeficientes de difusión se determinaron en función de la distancia a las paredes de la nanocaja y de la concentración. La simulación realizada para la liberación de estas dos moléculas de la cavidad interna y el nanocanal formado entre las dos paredes de la nanocaja mostró la cinética secuencial requerida. Este comportamiento permite programar entregas controladas en tiempo y lugar para reducir la resistencia a los fármacos duales y consecuentemente optimizar la dosis necesaria, así como evitar los efectos secundarios derivados. La composición metálica convirtió a la nanocaja en una nanoantena optotérmica que permite el control de la liberación y entrega de la carga a través de polímeros sensibles a la temperatura y, además, su uso potencial para el tratamiento fotodinámico y el diagnóstico por imágenes.

From synthesized metallic double-walled single-pore nanoboxes (DWSPNb) by Kirkendall effect and galvanic replacement, a potential nanostructured multifunctional platform with the capacity for sequential release of molecular agents for therapeutic use is proposed. To evaluate the platform, numerical methods based on the dimensions, morphology, and composition of the synthesized nanoboxes were performed. For combinations of two pharmacological molecules of interest, the diffusion coefficients were determined as a function of the distance to the walls of the nanobox and the concentration. The simulation carried out for the release of these two molecules from the internal cavity and the nanochannel formed between the two walls of the nanobox showed the required sequential kinetics. This behavior allows to schedule controlled deliveries in time and place to reduce resistance to dual drugs and consequently optimize the necessary dose, as well as avoid any derived secondary effects. The metallic composition turned the nanobox into an opto-thermal nanoantenna enabling the control of cargo release and delivery through polymers sensitive to temperature and, additionally, its potential use for photodynamic treatment and diagnostic imaging.