Sílica mesoporosa - Mesoporous silica
A sílica mesoporosa é uma forma mesoporosa de sílica e um desenvolvimento recente em nanotecnologia . Os tipos mais comuns de nanopartículas mesoporosas são MCM-41 e SBA-15. A pesquisa continua nas partículas, que têm aplicações em catálise , liberação de drogas e imagem .
Um composto que produz sílica mesoporosa foi patenteado por volta de 1970. Passou quase despercebido e foi reproduzido em 1997. Nanopartículas de sílica mesoporosa (MSNs) foram sintetizadas independentemente em 1990 por pesquisadores japoneses. Posteriormente, foram produzidos também nos laboratórios da Mobil Corporation e denominados Mobil Composition of Matter (ou Mobil Crystalline Materials, MCM).
Seis anos depois, nanopartículas de sílica com poros muito maiores (4,6 a 30 nanômetros) foram produzidas na Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara . O material foi denominado Santa Barbara Amorphous type material, ou SBA-15. Essas partículas também possuem uma matriz hexagonal de poros.
Os pesquisadores que inventaram esses tipos de partículas planejaram usá-los como peneiras moleculares . Hoje, as nanopartículas de sílica mesoporosa têm muitas aplicações na medicina , biossensores , armazenamento de energia térmica, filtragem de água / gás e imagem.
Síntese
Nanopartículas de sílica mesoporosa são sintetizadas por meio da reação do ortossilicato de tetraetila com um molde feito de hastes micelares. O resultado é uma coleção de esferas ou hastes de tamanho nano que são preenchidas com um arranjo regular de poros. O modelo pode então ser removido por lavagem com um solvente ajustado para o pH adequado .
As partículas mesoporosas também podem ser sintetizadas usando um método simples de sol-gel, como o processo Stöber , ou um método de secagem por spray. O ortossilicato de tetraetila também é usado com um monômero de polímero adicional (como molde).
No entanto, TEOS não é o precursor mais eficaz para sintetizar tais partículas; um precursor melhor é (3-Mercaptopropil) trimetoxisilano, freqüentemente abreviado para MPTMS. O uso deste precursor reduz drasticamente a chance de agregação e garante esferas mais uniformes.
Entrega de drogas
A grande área superficial dos poros permite que as partículas sejam preenchidas com um fármaco ou uma citotoxina . Como um Cavalo de Tróia , as partículas serão absorvidas por certas células biológicas por meio de endocitose , dependendo de quais substâncias químicas estão fixadas no exterior das esferas. Alguns tipos de células cancerosas vão absorver mais partículas do que as células saudáveis, dando aos pesquisadores a esperança de que o MCM-41 um dia será usado para tratar certos tipos de câncer.
A sílica mesoporosa solicitada (por exemplo, SBA-15, TUD-1, HMM-33 e FSM-16) também mostra potencial para aumentar a dissolução in vitro e in vivo de drogas pouco solúveis em água. Muitos candidatos a medicamentos provenientes da descoberta de medicamentos sofrem de baixa solubilidade em água. Uma dissolução insuficiente dessas drogas hidrofóbicas nos fluidos gastrointestinais limita fortemente a biodisponibilidade oral. Um exemplo é o itraconazol, que é um antimicótico conhecido por sua baixa solubilidade aquosa. Após a introdução da formulação itraconazol-on-SBA-15 em fluidos gastrointestinais simulados, uma solução supersaturada é obtida dando origem a um transporte intestinal transepitelial melhorado. Além disso, a absorção eficiente na circulação sistêmica do itraconazol formulado com SBA-15 foi demonstrada in vivo (coelhos e cães). Esta abordagem baseada em SBA-15 produz formulações estáveis e pode ser usada para uma grande variedade de compostos pouco solúveis em água.
Biossensores
A estrutura dessas partículas permite que sejam preenchidas com um corante fluorescente que normalmente seria incapaz de atravessar as paredes celulares. O material do MSN é então fechado com uma molécula compatível com as células-alvo. Quando os MSNs são adicionados a uma cultura de células, eles carregam o corante através da membrana celular. Essas partículas são opticamente transparentes, de modo que o corante pode ser visto através das paredes de sílica. O corante nas partículas não tem o mesmo problema de auto-extinção que um corante em solução tem. Os tipos de moléculas enxertadas na parte externa dos MSNs controlarão quais tipos de biomoléculas são permitidas dentro das partículas para interagir com o corante.