Síntesis y aplicaciones de materiales mesoporosos ordenados de sílice

Resumen

En este trabajo se desarrollarán procedimientos de síntesis de nanomateriales mesoporosos basados en la sílice (SiO2). En estos procesos se usarán diferentes estrategias de síntesis utilizando para ello diferentes precursores y agentes estructurantes, así como varias condiciones experimentales. Se busca así la posible utilización de las características de estos materiales para su uso como reservorios de diferentes sustancias tales como diferentes fármacos o nanopartículas metálicas con diversas aplicaciones biomédicas y catalíticas. Las superficies de estos materiales silíceos mesoporosos se someterán a un proceso de funcionalización de la superficie de los poros con el objetivo de modificar el entorno químico del interior de la estructura. Mediante este proceso aumenta la capacidad de adsorción a través de interacciones entre grupos químicos y las moléculas. De este modo, usando nuevos organosilanos se logrará una adsorción mejorada y permite abrir el espectro de sustancias capaces de ser retenidas en el interior de la estructura. La funcionalización de las paredes de los poros trae consigo la modificación de las características propias de los materiales silíceos, lo que permite la elección de las condiciones adecuadas para este tipo de materiales en sus aplicaciones. Además, hay que tener en cuenta que una modificación del entorno electroquímico del medio puede favorecer la liberación de las moléculas adsorbidas, lo que proporciona la posibilidad de controlar este proceso. Este cambio en las características de los materiales mesoporosos permite desarrollar y optimizar su empleo como sistemas de liberación controlada de fármacos. Se han desarrollado diferentes experimentos de carga y liberación en distintos tipos de materiales y sistemas para analizar cómo afectan las diferencias entre ellos (diferentes tamaños de poro, de empaquetamiento, de superficie especifica, etc.). La liberación del fármaco se seguirá en tiempo real de forma continua mediante un sistema de detección de fotodiodos en serie. Se pretende obtener una visión del verdadero comportamiento de un material silíceo cargado de carácter biocompatible en suero (PBS en nuestro caso) y en condiciones biológicas para un futuro uso en seres humanos. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es el diseño de nuevos materiales basados en sílice mesoporosa con funcionalidades mejoradas en la superficie, tanto a través de funcionalización de las superficies internas de los distintos materiales como a través de la hibridación con los sistemas nanoparticulados que pueden mejorar la adsorción y posterior liberación en diferentes entornos. Además, se investigará la modificación de las propiedades y características de los materiales mediante la adición de diferentes tipos de compuestos metálicos durante la síntesis de materiales, así como posterior a ésta, aprovechando la gran capacidad de estos para albergar todo tipo de materiales en su superficie interna.