Funcionalización y caracterización de nanotubos de carbón multipared asociados con paclitaxel: fase 1-funcionalización covalente y caracterización (2025)
Los nanotubos de carbón multipared (MWCNT) son estructuras cilíndricas compuestas por varias capas concéntricas de grafeno, que desde su descubrimiento han sido objeto de investigación a nivel mundial debido a su amplia gama de aplicaciones biológicas. Sin embargo, su superficie inerte y baja dispersión en medios acuosos ha dificultado su aprovechamiento en sistemas biológicos; para superar estas limitaciones se ha recurrido a la funcionalización covalente, la cual es una estrategia que permite modificar químicamente la superficie de los MWCNT mediante la introducción de grupos funcionales oxigenados como carboxilos, hidroxilos, cetonas y ésteres. En este trabajo de investigación los MWCNT fueron funcionalizados teniendo en cuenta un diseño factorial 23 donde se evalúo el efecto de tres variables: tipo de agente oxidante HNO3 (+) /H2O2 (-), concentración del agente oxidante HNO3 (65% (+), 30% (-)), H2O2 (30% (+), 15% (-)) y temperatura de oxidación 100 °C (+) y 50 °C (-) en dos niveles superior (+) e inferior (-), evaluándose cuáles de las variables empleadas favorecieron la mayor introducción de grupos funcionales oxigenados sobre la superficie de los MWCNT. Los resultados obtenidos mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) indicaron daños superficiales en los MWCNT tras su funcionalización; por medio del análisis realizado mediante espectroscopía infrarroja (IR) se logró identificar la presencia de grupos funcionales oxigenados (-OH, -COOH,-C=O, -COOR) sobre la superficie de los MWCNT y el análisis elemental realizado mediante espectroscopía de energía dispersiva (EDS) reveló el aumento estimado de oxígeno en los MWCNT tras su funcionalización. Por su parte, los valores bajos de conductividad obtenidos demostraron la pérdida de la integridad estructural y efectos en la red conjugada de electrones π de los MWCNT tras su funcionalización y, luego del análisis de potencial zeta, fue posible notar cómo aumentó la estabilidad y la dispersión de los MWCNT tras su oxidación; por otra parte, tras el ensayo de viabilidad celular, los MWCNT prístinos y oxidados mostraron un porcentaje de células viables superior al 70%, lo que indicó que no tuvieron un efecto citotóxico. Finalmente, cabe resaltar que, teniendo en cuenta los resultados obtenidos, las variables que favorecieron la funcionalización covalente de los MWCNT fueron una temperatura de 100 °C y el ácido nítrico como tipo de agente oxidante, y aunque no se evidenciaron diferencias estadísticamente significativas entre los experimentos tras la realización de un ANOVA factorial, el cálculo de los efectos principales permitió identificar tendencias claras de cómo ciertas variables ejercieron un mayor efecto en los resultados obtenidos.