Adaptación de técnicas de microemulsificación para la encapsulación de diversas cargas: un análisis sistemático de microcápsulas de poli (urea-formaldehído)
Autores: Rajasekaran, Sivashankari P.; Huynh, Bao; Fugolin, Ana Paula P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Adaptación de técnicas de microemulsificación para la encapsulación de diversas cargas: un análisis sistemático de microcápsulas de poli (urea-formaldehído)
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Encapsulación de carga
Métodos a base de emulsiones
Técnicas de microemulsificación
Estabilidad morfológica
Propiedades fisicoquímicas
Parámetros de síntesis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La encapsulación de carga a través de métodos basados en emulsiones ha sido considerada a lo largo de los años. Aunque se han empleado varias técnicas de microemulsificación para la síntesis de microcápsulas, aún no existen pautas claras sobre la idoneidad de una técnica sobre las otras o los impactos en la estabilidad morfológica y fisicoquímica de las partículas finales. Por lo tanto, en este estudio sistemático, investigamos la influencia de los parámetros de síntesis en la fabricación de microcápsulas basadas en emulsiones en relación con las propiedades morfológicas y fisicoquímicas. Usando microcápsulas de poli(urea-formaldehído) (PUF) como sistema modelo, y después de determinar la relación óptima núcleo/cáscara, probamos tres técnicas diferentes de microemulsificación (agitación magnética, ultrasonido y agitación mecánica) y dos tipos diferentes de carga (100% TEGDMA (dimetacrilato de trietilenglicol) y 80% TEGDMA + 20% DMAM (N,N-dimetilacrilamida)). Las microcápsulas resultantes fueron caracterizadas mediante microscopías óptica y electrónica de barrido, seguidas de un análisis de distribución de tamaño. La eficiencia de encapsulación se obtuvo a través del método de extracción, y se calculó el porcentaje de rendimiento de reacción. Las propiedades fisicoquímicas se evaluaron incubando las microcápsulas bajo diferentes presiones osmóticas durante 1 día y 1, 2 o 4 semanas. Los datos fueron analizados estadísticamente con ANOVA de una vía y pruebas de Tukey (alfa = 0.05). En general, la agitación mecánica resultó en las microcápsulas más homogéneas y estables, con un aumento en el rendimiento de reacción del 100% al 50% en comparación con los métodos de ultrasonido y magnéticos, respectivamente. El diámetro promedio de las microcápsulas osciló entre 5 y 450 um, siendo las más pequeñas las del grupo de ultrasonido y las más grandes las del grupo de agitación magnética. Las afinidades al agua de la carga encapsulada influyeron en la formación y estabilidad de las microcápsulas, siendo la incorporación de DMAM la que llevó a microcápsulas más homogéneas y estables. La presión osmótica ambiental condujo a la pérdida de carga o al hinchamiento selectivo de las cáscaras. En resumen, esta investigación sistemática proporciona información y destaca factores comúnmente pasados por alto que pueden influir en la fabricación de microcápsulas y guiar la elección basada en un análisis diligente de los requisitos del nicho terapéutico.
Descripción
La encapsulación de carga a través de métodos basados en emulsiones ha sido considerada a lo largo de los años. Aunque se han empleado varias técnicas de microemulsificación para la síntesis de microcápsulas, aún no existen pautas claras sobre la idoneidad de una técnica sobre las otras o los impactos en la estabilidad morfológica y fisicoquímica de las partículas finales. Por lo tanto, en este estudio sistemático, investigamos la influencia de los parámetros de síntesis en la fabricación de microcápsulas basadas en emulsiones en relación con las propiedades morfológicas y fisicoquímicas. Usando microcápsulas de poli(urea-formaldehído) (PUF) como sistema modelo, y después de determinar la relación óptima núcleo/cáscara, probamos tres técnicas diferentes de microemulsificación (agitación magnética, ultrasonido y agitación mecánica) y dos tipos diferentes de carga (100% TEGDMA (dimetacrilato de trietilenglicol) y 80% TEGDMA + 20% DMAM (N,N-dimetilacrilamida)). Las microcápsulas resultantes fueron caracterizadas mediante microscopías óptica y electrónica de barrido, seguidas de un análisis de distribución de tamaño. La eficiencia de encapsulación se obtuvo a través del método de extracción, y se calculó el porcentaje de rendimiento de reacción. Las propiedades fisicoquímicas se evaluaron incubando las microcápsulas bajo diferentes presiones osmóticas durante 1 día y 1, 2 o 4 semanas. Los datos fueron analizados estadísticamente con ANOVA de una vía y pruebas de Tukey (alfa = 0.05). En general, la agitación mecánica resultó en las microcápsulas más homogéneas y estables, con un aumento en el rendimiento de reacción del 100% al 50% en comparación con los métodos de ultrasonido y magnéticos, respectivamente. El diámetro promedio de las microcápsulas osciló entre 5 y 450 um, siendo las más pequeñas las del grupo de ultrasonido y las más grandes las del grupo de agitación magnética. Las afinidades al agua de la carga encapsulada influyeron en la formación y estabilidad de las microcápsulas, siendo la incorporación de DMAM la que llevó a microcápsulas más homogéneas y estables. La presión osmótica ambiental condujo a la pérdida de carga o al hinchamiento selectivo de las cáscaras. En resumen, esta investigación sistemática proporciona información y destaca factores comúnmente pasados por alto que pueden influir en la fabricación de microcápsulas y guiar la elección basada en un análisis diligente de los requisitos del nicho terapéutico.