Modelado de regresión de nanotubos de carbono de pared única funcionalizados con oxígeno en dispersiones acuosas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los nanotubos de carbono de pared única (SWCNT) muestran potencial como nanoportadores para la administración de fármacos debido a la alta carga de fármacos y la permeabilidad celular.
• Sin embargo, los SWCNT se agregan en medios acuosos debido a la hidrofobia y la alta relación de aspecto, lo que dificulta su aplicación.
• La optimización de la dispersión y la estabilidad de SWCNT es crítica para el desarrollo de sistemas nanocarrier efectivos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y optimizar una técnica de modificación superficial (oxidación) y ultrasonido para dispersiones estables de SWCNT en agua.
• Investigar el impacto del tiempo de oxidación y los parámetros de sonificación en las características de dispersión de SWCNT.
• Establecer las condiciones óptimas de procesamiento para lograr las propiedades deseadas de SWCNT para aplicaciones de nanocarrier.

Principales métodos:

• Se utilizó un diseño D-óptimo para estudiar sistemáticamente los efectos del tiempo de oxidación y las condiciones de sonificación.
• La dispersión dinámica de la luz (DLS) midió el tamaño hidrodinámico de las partículas (HDS), el índice de polidispersidad (PDI) y el potencial zeta (ZP).
• La espectroscopia Raman, FTIR, TGA, SEM y EDX analizaron la integridad estructural de SWCNT, la química de la superficie, la morfología y la composición.

Principales resultados:

• El estudio identificó parámetros óptimos de oxidación y sonificación para producir dispersiones estables de SWCNT.
• Las dispersiones obtenidas cumplen los criterios para HDS (<250 nm), PDI (<0,350) y ZP (>-30 mV) con mínimos defectos estructurales.
• Los modelos validados predijeron con precisión las respuestas de dispersión de SWCNT, permitiendo un control preciso de las variables de procesamiento.

Conclusiones:

• La oxidación superficial combinada con la ecografía optimizada dispersa eficazmente los SWCNT en el agua.
• Esta metodología proporciona un enfoque sólido para la preparación de formulaciones estables de SWCNT para la administración de fármacos.
• Las condiciones óptimas establecidas facilitan la producción confiable de SWCNT como nanoportadores avanzados.