Drug delivery of antibiotics using Chitosan-Europium-doped Hydroxyapatite

Abstract

La hidroxiapatita (HAp) es una biocerámica que tiene una estructura que se asemeja al componente mineral del hueso y presenta propiedades biocompatibles, bioactivas y de sustitución iónica. Doparla con europio (Eu3+) aumenta la luminiscencia de su estructura, ampliando sus potenciales aplicaciones en áreas biomédicas, que van desde la bioimagen hasta la administración de medicamentos. Asimismo, el quitosano (CS) es un biopolímero natural ampliamente investigado por su potencial uso en sistemas de administración de medicamentos debido a su notable biocompatibilidad y no toxicidad. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo explorar pellets de hidroxiapatita dopada con europio y quitosano (HAp:xEu/CS) con 0 ≤ xEu ≤ 0.3 en relación con HAp como biomateriales adecuados para posibles sistemas de administración de medicamentos. Las muestras de nanopartículas de HAp:xEu y pellets de HAp:xEu/CS se caracterizaron mediante Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopía Raman, Microscopía de Fluorescencia, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Rayos X Dispersiva de Energía (EDS) y Espectroscopía Ultravioleta-visible (UV-Vis). La entrega controlada se estudió utilizando Ciprofloxacino (CP) como fármaco modelo. Los hallazgos experimentales demuestran el dopaje exitoso de europio en las nanopartículas de hidroxiapatita. La síntesis de pellets de HAp:xEu/CS se logró mediante ensamblaje electrostático, y el CP se incorporó utilizando el método de absorción. Los espectros FTIR indicaron claramente la presencia del fármaco en los pellets. El análisis de espectroscopía Raman reveló la coexistencia de otra fase, llamada EuPO4, que contribuye a las propiedades de fluorescencia. Las micrografías de fluorescencia muestran un color rojo en las nanopartículas de HAp:xEu debido a la presencia de Eu3+; esto tiene una aplicación potencial como biosensor óptico. Las micrografías SEM mostraron la morfología y la naturaleza porosa de los pellets de HAp:xEu/CS liofilizados. Finalmente, se estudiaron la encapsulación y la posterior liberación del CP en los pellets. Los comportamientos observados de encapsulación y liberación proporcionaron ideas convincentes, destacando la notable versatilidad de los pellets para satisfacer las necesidades de administración personalizada de medicamentos.