Mateu Roldán, Adán
MARQUINA GARCÍA, CLARA ISABEL (dir.) ; IBARRA GARCÍA, MANUEL RICARDO (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2021
Resumen: Las nanopartículas forman una nueva clase de materiales que poseen unas propiedades
únicas que sobrepasan los límites moleculares y el estado sólido masivo. Poseen un
amplio rango de tamaños y de variedad formas, con diferentes propiedades magnéticas,
electrónicas, ópticas y químicas (Klabunde and Richards 2009). Las nanopartículas se
han convertido en el foco fundamental de muchas investigaciones debido a sus
numerosas y relevantes aplicaciones en áreas como la catálisis homogénea,
comunicaciones ópticas, detección de gases, nanoelectrónica, medicina etc.
El trabajo de investigación que se presenta en esta tesis doctoral está dirigido a la síntesis
y caracterización fisicoquímica de nanopartículas magnéticas, para aplicaciones en
Biomedicina. Por ello se ha dedicado un importante esfuerzo al estudio de su
citotoxicidad y de su adecuación como portadores de fármacos guiados
magnéticamente. Las nanopartículas estudiadas están compuestas de hierro y carbono.
En concreto, se han estudiado dos tipos de nanopartículas core-shell con núcleo de
hierro y óxidos de hierro magnéticos recubiertas de carbono (nanopartículas Fe@C y
Fe3O4@C), y unas nanopartículas de carburo de hierro.
Este trabajo se divide en dos partes: en la primera se presenta un estado del arte sobre
los temas centrales de esta tesis doctoral, así como las técnicas experimentales y los
materiales utilizados para la síntesis y funcionalización de las nanopartículas
magnéticas. En la segunda parte se expone una caracterización exhaustiva de las
nanopartículas magnéticas y una comparación de cómo cambian sus propiedades antes
y después de su funcionalización con polímeros orgánicos. Por último, se presentan los
ensayos in vitro para el estudio de su citotoxicidad y de su capacidad para la
adsorción/liberación de fármacos.
En el Capítulo I: Introducción se presenta un breve resumen sobre la historia de la
nanociencia y la nanotecnología hasta nuestros días, conceptos básicos de magnetismo
de nanopartículas y un resumen sobre la síntesis y usos de nanopartículas magnéticas, y
del carbono como recubrimiento de nanopartículas. Al final del capítulo se exponen la
motivación y los objetivos del estudio llevado a cabo con las nanopartículas core-shell
y con las de carburo de hierro.
En el Capítulo II: Materiales y métodos se presentan las técnicas experimentales
utilizadas para la caracterización de las nanopartículas magnéticas y los ensayos in vitro
realizados. También se describen los métodos de síntesis y funcionalización de estas
nanopartículas.
El Capítulo III: Caracterización físico-química de nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C recoge la caracterización fisicoquímica de las nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C.
En el Capítulo IV: Caracterización físico-química de nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C funcionalizadas se presenta la caracterización de las nanopartículas una vez
funcionalizadas con los polímeros orgánicos seleccionados.
El Capítulo V: Experimentos in vitro abarca los resultados de los experimentos in vitro
realizados con las nanopartículas magnéticas de Fe@C y Fe3O4@C (con y sin
funcionalización), así como el estudio de su internalización celular, la degradación en
el interior de las células y su citotoxicidad. Se presentan también los experimentos de
adsorción y desorción de fármacos.
En el Capítulo VI: Propiedades físico-químicas de nanopartículas de carburo de hierro
Fe2.2C y su funcionalización se presenta el trabajo realizado durante la estancia predoctoral
en el LPCNO (Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets, Toulouse,
Francia) donde se desarrolló la síntesis, caracterización, funcionalización y puesta a
punto de nanopartículas magnéticas de carburo de hierro (Fe2.2C) con el objetivo de
utilizarlas para aplicaciones en Biomedicina.
Para finalizar, en el Capítulo VII: Conclusiones generales y perspectivas de futuro se
presenta un resumen de los objetivos alcanzados y las posibles líneas de trabajo que
quedan abiertas a partir de esta tesis doctoral.
Referencias
Klabunde, K.J., and R.M. Richards. 2009. Nanoscale Materials In Chemistry.
2nd ed.
Resumen (otro idioma):
únicas que sobrepasan los límites moleculares y el estado sólido masivo. Poseen un
amplio rango de tamaños y de variedad formas, con diferentes propiedades magnéticas,
electrónicas, ópticas y químicas (Klabunde and Richards 2009). Las nanopartículas se
han convertido en el foco fundamental de muchas investigaciones debido a sus
numerosas y relevantes aplicaciones en áreas como la catálisis homogénea,
comunicaciones ópticas, detección de gases, nanoelectrónica, medicina etc.
El trabajo de investigación que se presenta en esta tesis doctoral está dirigido a la síntesis
y caracterización fisicoquímica de nanopartículas magnéticas, para aplicaciones en
Biomedicina. Por ello se ha dedicado un importante esfuerzo al estudio de su
citotoxicidad y de su adecuación como portadores de fármacos guiados
magnéticamente. Las nanopartículas estudiadas están compuestas de hierro y carbono.
En concreto, se han estudiado dos tipos de nanopartículas core-shell con núcleo de
hierro y óxidos de hierro magnéticos recubiertas de carbono (nanopartículas Fe@C y
Fe3O4@C), y unas nanopartículas de carburo de hierro.
Este trabajo se divide en dos partes: en la primera se presenta un estado del arte sobre
los temas centrales de esta tesis doctoral, así como las técnicas experimentales y los
materiales utilizados para la síntesis y funcionalización de las nanopartículas
magnéticas. En la segunda parte se expone una caracterización exhaustiva de las
nanopartículas magnéticas y una comparación de cómo cambian sus propiedades antes
y después de su funcionalización con polímeros orgánicos. Por último, se presentan los
ensayos in vitro para el estudio de su citotoxicidad y de su capacidad para la
adsorción/liberación de fármacos.
En el Capítulo I: Introducción se presenta un breve resumen sobre la historia de la
nanociencia y la nanotecnología hasta nuestros días, conceptos básicos de magnetismo
de nanopartículas y un resumen sobre la síntesis y usos de nanopartículas magnéticas, y
del carbono como recubrimiento de nanopartículas. Al final del capítulo se exponen la
motivación y los objetivos del estudio llevado a cabo con las nanopartículas core-shell
y con las de carburo de hierro.
En el Capítulo II: Materiales y métodos se presentan las técnicas experimentales
utilizadas para la caracterización de las nanopartículas magnéticas y los ensayos in vitro
realizados. También se describen los métodos de síntesis y funcionalización de estas
nanopartículas.
El Capítulo III: Caracterización físico-química de nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C recoge la caracterización fisicoquímica de las nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C.
En el Capítulo IV: Caracterización físico-química de nanopartículas de Fe@C y
Fe3O4@C funcionalizadas se presenta la caracterización de las nanopartículas una vez
funcionalizadas con los polímeros orgánicos seleccionados.
El Capítulo V: Experimentos in vitro abarca los resultados de los experimentos in vitro
realizados con las nanopartículas magnéticas de Fe@C y Fe3O4@C (con y sin
funcionalización), así como el estudio de su internalización celular, la degradación en
el interior de las células y su citotoxicidad. Se presentan también los experimentos de
adsorción y desorción de fármacos.
En el Capítulo VI: Propiedades físico-químicas de nanopartículas de carburo de hierro
Fe2.2C y su funcionalización se presenta el trabajo realizado durante la estancia predoctoral
en el LPCNO (Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets, Toulouse,
Francia) donde se desarrolló la síntesis, caracterización, funcionalización y puesta a
punto de nanopartículas magnéticas de carburo de hierro (Fe2.2C) con el objetivo de
utilizarlas para aplicaciones en Biomedicina.
Para finalizar, en el Capítulo VII: Conclusiones generales y perspectivas de futuro se
presenta un resumen de los objetivos alcanzados y las posibles líneas de trabajo que
quedan abiertas a partir de esta tesis doctoral.
Referencias
Klabunde, K.J., and R.M. Richards. 2009. Nanoscale Materials In Chemistry.
2nd ed.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: fisica ; fisica medica
Titulación: Programa de Doctorado en Física
Plan(es): Plan 488
Nota: Presentado: 15 01 2021
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2021
Enlace permanente:
Registro creado el 2022-02-03, última modificación el 2022-02-03
