Fotostabilización asistida por ciclodextrina del 5-fluorouracilo: una investigación cinética y computacional...

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Ciencias de los materiales
• Química farmacéutica

Sus antecedentes:

• El 5-fluorouracilo (5-FU) es un agente quimioterapéutico crucial.
• La fotodegradación de 5-FU reduce su eficacia y estabilidad.
• Las ciclodextrinas (CD) son conocidas por su capacidad para formar complejos de inclusión y mejorar las propiedades farmacológicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la fotoestabilización del 5-fluorouracilo (5-FU) mediante el uso de varias ciclodextrinas (α-, β-, γ-).
• Elucidar el mecanismo de la formación de complejos de inclusión y la fotoestabilización.
• Evaluar la influencia del pH en el proceso de fotoestabilización.

Principales métodos:

• La complejidad evaluada mediante conductometría, FTIR, RMN, DSC y acoplamiento molecular.
• Fotodegradación controlada por espectroscopia UV-Vis.
• Determinación de las constantes de apagado y de unión por fluorescencia.
• Análisis cinético de la fotodegradación y la interacción fotoquímica.
• Análisis computacional (análisis de la población natural) para el mecanismo de interacción.

Principales resultados:

• Los complejos de inclusión se forman entre 5-FU y α-, β-, γ-CD con diferentes eficiencias de atrapamiento (22,0-77,0%).
• Las constantes de enlace y las constantes de Stern-Volmer indican fuertes interacciones.
• Se cuantifican las constantes de velocidad aparente de primer orden (k_obs) y las constantes de velocidad de interacción fotoquímica (k_2).
• El análisis computacional reveló una significativa interacción LP → π* entre grupos hidroxilo γ-CD y grupos carbonilo 5-FU.
• El cambio de densidad de electrones de γ-CD a 5-FU confirmó un mecanismo de transferencia de carga protector.

Conclusiones:

• Las ciclodextrinas, en particular la γ-CD, fotostabilizan eficazmente el 5-FU en el rango de pH de 2,0 a 12,0.
• El mecanismo de fotostabilización implica la abstracción del átomo H y la recombinación radical, mejorada por una interacción de transferencia de carga.
• Los hallazgos apoyan el uso de la complejación de ciclodextrina para mejorar la estabilidad de las formulaciones de 5-FU.