Synthesis of biofunctional polytetrafluoroethylene nanoparticles for the dual X-Ray and ultrasound bioimaging

Abstract

El politetrafluoroetileno (PTFE) exhibe propiedades únicas y fascinantes, como inercia química, alta estabilidad mecánica, estructura hidrófoba, alta resistencia eléctrica y estabilidad térmica. Estas cualidades hacen de este material un candidato ideal en los campos emergentes de la bioingeniería, como la ingeniería de tejidos, los injertos vasculares y los recubrimientos de implantes. Un proyecto de tesis realizado en la Universidad Tecnológica de Yachay (2018-2019) confirmó que el polvo de PTFE absorbe ultrasonidos y rayos X, demostrando su capacidad como agente de contraste para aplicaciones de bioimagen. El presente trabajo tiene como objetivo sintetizar nanopartículas (NP) a partir de PTFE de alta pureza, caracterizar sus características (forma, tamaño, cristalinidad, pureza y composición) para su uso en bioimagen y, en última instancia, en el tratamiento de la hipertermia del cáncer. Se utilizaron varias técnicas para caracterizar completamente las nanopartículas de PTFE obtenidas desde un punto de vista físico-químico. Las imágenes de microscopía electrónica de transmisión mostraron nanopartículas de PTFE esféricas y en forma de varilla con un tamaño promedio de 70 nm. La espectroscopía UV-Visible determinó que el PTFE absorbe hasta el 90% de la radiación electromagnética en la región ultravioleta y actúa como material aislante (3,125 eV). Se utilizó difracción de rayos X para examinar primero la composición química del polvo fino, demostrando la ausencia de contaminantes inorgánicos. En segundo lugar, reveló que la muestra de nanopartículas de PTFE es altamente cristalina (85%). Asimismo, la espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) confirmó la ausencia de contaminantes inorgánicos y cuantificó el porcentaje de elementos que componen la muestra. El trabajo futuro evaluará primero la biocompatibilidad de estas nanopartículas de PTFE puro libres de contaminantes. Luego, se investigará su potencial como agente de contraste versátil bajo rayos X e irradiación de ultrasonido. Finalmente, el trabajo posterior explorará su promesa en la teranóstica del cáncer.