Structural analysis of adsorption processes of 5FU and imiquimodon hydrogels using AMBER/PM3 hybrid model

Análisis estructural de los procesos de adsorción de 5FU e imiquimod en hidrogeles utilizando el modelo híbrido AMBER/PM3

El modelo hibrido AMBER/PM3permitió determinar las propiedades estructurales del 5FU e imiquimod individualmente y después de la adsorción en hidrogeles de quitosano entrecruzados con genipina, respectivamente. Se observó que la energía libre de Gibbs (ΔG) disminuye con la adsorción, sin embargo, en ambos procesos se encontró estabilidad termodinámica y espontaneidad; ΔG fue verificado mediante el incremento en los momentos dipolares. Por otro lado, el coeficiente de partición estableció el carácter hidrofìlico con respecto al agua presente en el hidrogel, el cual aumenta con la adsorción. El FTIR evidenció que existen desplazamientos en las señales. Se observaron las bandas de puente de hidrógeno, atribuidas a la formación de enlaces, para realizar la adsorción de los fármacos. La adsorción fue verificada mediante los MESP y los análisis de superficie, en donde se apreció la distribución de zonas nucleofílicas y electrofílicas.

Introducción

La nanomedicina es la ciencia que aplica la nanotecnología. Su importancia radica en la detección temprana de enfermedades, lo que permite desarrollar nanosistemas para el tratamiento de las mismas mediante el diseño de nuevos fármacos y portadores (1-4).Las principales aplicaciones de la nanomedicina son los sistemas de liberación controlada y el diagnóstico de enfermedades, así como el análisis de imágenes. Los sistemas de liberación controlada a escala nanométrica tienen el objetivo de transportar y liberar el fármaco en un lugar específico obteniendo un tratamiento de mayor eficacia (5, 6). Para ello se utilizan los hidrogeles debido a la mayor afinidad en la adsorción y liberación del fármaco, la biocompatibilidad con el cuerpo humano, la biodegradabilidad, la permeabilidad, la no toxicidad (1-3, 7), y la adhesividad de la estructura tridimensional que permite utilizar los hidrogeles en los procesos de curación de la piel y en los tratamientos del cáncer (8).

En los últimos cinco años, el cáncer de piel tratado mediante cirugía tuvo una tasa de mortalidad del 80%. Los principales tipos de cáncer de piel son las células basales (BCC), las células escamosas (SCC) y el melanoma maligno. Los fármacos más utilizados en las terapias contra el cáncer de piel son el 5-fluorouracilo (5FU) y el imiquimod.

El 5FU es un antimetabolito cuya función es inhibir el proceso metabólico de las células generando la muerte celular en la fase de mitosis (9). Los antimetabolitos tienen una estructura muy similar a las moléculas normales del cuerpo humano (10).