Nanopartículas de almidón en una sola etapa de ultrasonido

En general, las nanopartículas y micropartículas presentan características diferentes a las del material en macroescala, por ejemplo, sus propiedades fisicoquímicas y su funcionalidad están directamente relacionadas con su tamaño. Las nanopartículas cargadas con fármacos están entre las principales soluciones innovadoras que presentan una gran versatilidad debido a su tamaño nanométrico facilitando su administración a través de diferentes vías como son: pulmonar, oral, oftálmica, nasal, intravenosa, cutánea o cerebral.  

Sintetizar nanopartículas a partir de polímeros naturales, como el almidón que además de contar con propiedades de liberación controlada puede suministrar el compuesto incorporado en lugar y momento correcto, requiere del diseño de técnicas novedosas que agilicen los tiempos de caracterización y que protejan las propiedades de los compuestos fundamentales para aplicaciones en las industrias farmacéutica, alimentaria y de cosméticos.

Por medio de un tratamiento ultrasónico de alta intensidad, investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Querétaro, desarrollaron nanopartículas de almidón funcionalizadas y cargadas de un compuesto en una sola etapa empleando un tiempo promedio de 130 minutos, reduciendo costos, tiempos de proceso y sin el uso de reactivos químicos.

“Durante la aplicación de esta energía, ocurre el proceso de cavitación que consiste en la formación, crecimiento y colapso de burbujas que generan energía la cual es suficiente para romper los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas a las cadenas de almidón”, mencionó Fernando Martínez Bustos, investigador y líder de este proyecto.

El científico explicó que los procesos conocidos por los que se obtienen nanopartículas de almidón como la hidrólisis ácida o enzimática, o a través de tratamientos físicos como ultrasonido, agitación mecánica, extrusión reactiva, microfluidización, nanoprecipitación o bien, una combinación de hidrólisis ácida con ultrasonido, se han visto limitados por una larga duración del proceso y bajos rendimientos de producción.

Martínez Bustos comentó que “esta tecnología de alto potencial abre nuevas formas de tratamientos médicos de manera más eficiente, ya que ayuda a la administración directa de fármacos, calor u otras sustancias activas nanoformuladas usando biopolímeros y un proceso amigable con el medio ambiente”.

El diseño de nuevos materiales biodegradables, a nivel nano, inocuos para el organismo, renovables y de bajo costo que protejan las propiedades deseables de los compuestos bioactivos, para garantizar su efecto en el organismo humano abre nuevas perspectivas de aplicación de estos materiales en diversas áreas de nanociencias.