Academic literature on the topic 'Micelas polimericas'

Doctora en Química<br>En este trabajo de tesis se realizó un estudio sobre la formación de agregados por copolímeros en bloque lineales e hiper ramificados en disolución acuosa. Estos agregados proporcionan un medio no polar donde es posible solubilizar moléculas orgánicas, lo que podría ser usado para almacenar y/o transportar moléculas con actividad biológica. Los copolímeros estudiados contienen un bloque polar de 2-hidroxietil metacrilato, HEMA, y bloques de poliglicidol, PG, o poli(metil metacrilato), PMMA. Los copolímeros en bloque PG-PHEMA y PMMA-PHEMA fueron sintetizados mediante polimerización radicalaria usando la técnica ATRP, cuya principal ventaja es la de poder controlar la composición, crecimiento y distribución del peso molecular de los sistemas polimerizados. Los homopolímeros y copolímeros sintetizados fueron obtenidos con distribuciones estrechas y monomodales de pesos moleculares. Las caracterizaciones se realizaron empleando técnicas de SEC, TGA, DSC, RMN-1H, IR-FT, RMN-13C y MALDI-TOF. El copolímero en bloque PG-PHEMA mantiene la estructura tipo dendrímero que posee el PG. Así, este copolímero en disolución acuosa genera micelas unimoleculares, es decir agregados formados por una única macromolécula. En cambio, el copolímero en bloque PMMA-PHEMA forma estructuras micelares en las que se agregan un número importante de macromoléculas. Con el fin de comparar ambos sistemas se estudió el fenómeno de agregación en relación a parámetros tales como la concentración micelar crítica y tamaño de los agregados. El tamaño de los sistemas micelares se estudió en función de la naturaleza y largo relativo de los bloques. La micropolaridad de los microdominios formados se evaluó usando pireno como sonda fluorescente y midiendo su fluorescencia tanto en estado estacionario como resuelta en el tiempo. Los resultados muestran que los sistemas micelares formados por PMMA-PHEMA tienen valores de CMC del orden de 10-7 M. También se observó que en general la micropolaridad de los microagregados no depende drásticamente del número de unidades del grupo hidrofóbico que conforman el corazón de la micela. Los estudios de solubilización y liberación de fármacos desde las micelas poliméricas se hicieron usando diferentes familias de compuestos. El primer grupo está formado por fármacos antibacterianos de origen comercial, Tinidazol, Ornidazol, y Metronidazol, y una serie de imidazoles modificados con cadenas alquílicas laterales de diferente largo. El segundo grupo es una familia de fenoles sustituidos con cadenas laterales de largo variable. La evaluación de la capacidad de incorporación de estos compuestos a los agregados micelares, se hizo determinando las constantes de distribución entre la fase acuosa y la fase micelar. Los resultados muestran que la solubilización de fenoles y nitroimidazoles modificados, tanto en micelas multimoleculares de PMMA-PHEMA como en micelas unimoleculares de PG-PHEMA, está determinada principalmente por el grupo aromático y depende moderadamente de la longitud de los grupos alquilo presente en la cadena lateral. Finalmente, el estudio de liberación mostró que la velocidad de liberación depende del tipo de micela polimérica desde donde se produce la liberación. Para el caso de micelas formadas por PG-PHEMA las liberaciones muestran constantes de velocidad más grandes que para el caso de micelas formadas por PMMA-PHEMA.

Le micelle hanno un utilizzo sempre più vasto nel campo del drug delivery grazie alle loro caratteristiche che le rende capaci di inglobare principi farmacologici all'interno del nucleo idrofobico e trasportarli all'interno delle cellule. Lo scopo del lavoro di tesi si è diviso in tre macro-obiettivi. Il primo riguarda la messa a punto e perfezionamento di una via di sintesi ottimale per l’ottenimento di un copolimero a blocchi con caratteristiche anfifiliche. Il secondo riguarda la messa a punto e la realizzazione di reazioni di post-funzionalizzazione di questo copolimero anfifilico con gruppi cromoforici al fine di ottenere macromolecole marcate e tracciabili tramite metodi fluorimetrici. L'obiettivo finale è quello di ottenere delle micelle polimeriche utilizzando i copolimeri anfifilici precedentemente sintetizzati. I copolimeri a blocchi sono stati ottenuti polimerizzando il glicidil metacrilato tramite tecnica RAFT e successivamente utilizzando il poli(glicidil metacrilato) come agente macroRAFT per la copolimerizzazione del butil metacrilato. Il copolimero a blocchi poli(glicidil metacrilato)-poli(butil metacrilato) è stato reso anfifilico tramite funzionalizzazione con morfolina (ammina secondaria). il poli(2-idrossi-3-morfolinopropil metacrilato)-b-poli(butil metacrilato) è stato funzionalizzato utilizzando 4-cloro-7-nitrobenzofurazano e rodamina B isotiocianato e queste reazioni hanno permesso di ottenere copolimeri con catene fluorescenti. Tutti i copolimeri anfifilici ottenuti sono stati utilizzati per ottenere gli aggregati micellari che hanno mostrato proprietà estremamente interessanti per un futuro utilizzo nel campo del drug delivery.

L’obiettivo della presente tesi di laurea sperimentale è di sintetizzare copolimeri a blocchi con proprietà anfifiliche tramite polimerizzazione radicalica controllata e successiva funzionalizzazione per consentire la formazione di micelle polimeriche per un loro utilizzo nel campo del drug delivery. Utilizzando la tecnica RAFT sono stati sintetizzati il copolimero a blocchi PGMA-b-PBMA e PGMA-b-PMMA. Le caratteristiche anfifiliche sono state conferite mediante successiva funzionalizzazione degli anelli epossidici del PGMA con morfolina. In questo modo si ottengono copolimeri formati da un blocco lipofilico di PBMA o PMMA e da una parte idrofilica di PHMPMA. I copolimeri anfifilici ottenuti sono stati impiegati per la formazione di micelle polimeriche stabili in ambiente acquoso e con diametri idrodinamici di 30-40 nm. Per implementarne la stabilità, la parte esterna di PHMPMA delle micelle è stata sottoposta ad un'ulteriore reazione di reticolazione con dopamina. Per cercare di correlare il tempo di reazione (e la concentrazione iniziale di dopamina) con il grado di polimerizzazione della polidopamina, la reazione è stata studiata a fondo, variando sia il tempo di polimerizzazione che la concentrazione iniziale di monomero. La polimerizzazione è stata condotta sia su sospensioni micellari tal quali sia su campioni marcati tramite un cromoforo fluorescente, il Nile-Red, che rende le micelle tracciabili nel corpo umano. I campioni sono stati investigati mediante DLS, UV-Vis con sfera integratrice e Spettrofluorimetria. Infine, i campioni polimerici sono stati studiati mediante DSC che ha permesso di evidenziare l’incremento di rigidità del blocco esterno dopo reticolazione con dopamina. Mediante analisi TGA è stato possibile studiare la degradazione dei polimeri reticolati e, soprattutto, quantificare la percentuale di PDA residua utilizzando come riferimento il termogramma TGA del copolimero a blocchi anfifilico (PHMPMA-b-PBMA o PHMPMA-b-PMMA) senza dopamina.

In questo lavoro di tesi è stato sintetizzato un copolimero a blocchi con proprietà anfifiliche per un loro utilizzo nel campo del drug delivery. Si è partiti dalla sintesi di poli (glicidil metacrilato) mediante tecnica RAFT (Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer), con il fine di ottenere un polimero con una distribuzione del peso molecolare ben definita. Il trattamento del polimero con un opportuno nucleofilo fornisce un materiale con caratteristiche differenti da quelle di partenza, con l’ottenimento di un polimero solubile in acqua in grado di autoassemblarsi, con formazione di micelle. Quest’ultime sono state sottoposte a trattamenti per aumentarne la stabilità fisica mediante reticolazione di polidopamina sulla superficie esterna della micella. Inoltre, nell'ottica di migliorare l’inglobamento delle micelle all'interno di cellule target, si è deciso di effettuare una funzionalizzazione del guscio esterno con acido folico. Infine, le micelle sono state marcate con un cromoforo fluorescente che ha permesso di poter verificare e comparare l’inglobamento delle micelle all'interno delle cellule attraverso microscopia confocale.

Questa tesi presenta la sintesi di un copolimero a blocchi successivamente funzionalizzato per ottenere le caratteristiche necessarie alla formazione di micelle con l’obbiettivo di un futuro impiego nel campo del drug delivery. Si è cominciato con la sintesi del copolimero poli(glicidil metacrilato)-block-poli(metil metacrilato) mediante tecnica di polimerizzazione radicalica controllata RAFT al fine di ottenere una distribuzione di peso molecolare e polidispersità definite.La funzionalizzazione del copolimero ottenuto tramite uno specifico nucleofilo, la morfolina, fornisce una nuova molecola (PHMPMA-b-PMMA) con caratteristiche anfifiliche e capace di autoassemblarsi in micelle polimeriche. Le micelle così ottenute sono state ulteriormente stabilizzate fisicamente mediante la reticolazione di polidopamina (PDA) sulla superficie esterna della micella e quindi analizzate mediante varie tecniche analitiche (UV-Vis; IR; TGA) per correlare il grado di reticolazione finale alla quantità di dopamina aggiunta in soluzione.