La técnica de gelación iónica nos permite obtener nanopartículas capaces de funcionar como transportadores de fármacos anticancerígenos hidrofóbicos, como el 5-fluorouracilo (5-FU). En este estudio, se sintetizaron nanopartículas de quitosano-ácido docosahexaenoico (Chi-DHAr) mediante una reacción química entre los grupos amina del quitosano (Chi) y los ácidos carboxílicos del ácido docosahexaenoico (DHA), y la presencia de un enlace entre Chi y DHA fue confirmada por FT-IR, mientras que el tamaño y la morfología de las nanopartículas Chi-DHAr obtenidas se evaluaron con dispersión de luz dinámica (DLS) y microscopía electrónica de barrido (SEM), respectivamente. El contenido de carga de fármaco (DLC) y la eficiencia de carga de fármaco (DLE) de 5-FU en las nanopartículas Chi-DHAr fueron del 33.74 +/- 0.19% y 7.9 +/- 0.26%, respectivamente, mientras que en las nanopartículas no funcionalizadas (Chir + 5FU), DLC y DLE estuvieron en los rangos de 23.73 +/- 0.14%, 5.62% y 0.23%, respectivamente. El perfil de liberación in vitro, realizado en solución salina tamponada con fosfato (PBS, pH 7.4) a 37 grados C, indicó que las nanopartículas Chi-DHAr sintetizadas proporcionaron una liberación sostenida de 5-FU. Basado en el valor del coeficiente de regresión obtenido (R), el modelo cinético de primer orden proporcionó el mejor ajuste tanto para las nanopartículas Chir como para las Chi-DHAr. Finalmente, se llevaron a cabo estudios de citotoxicidad de quitosano, 5-FU, Chir, Chir + 5-FU, Chi-DHAr y nanopartículas Chi-DHAr + 5-FU. En general, las nanopartículas Chi-DHAr demostraron ser mucho más biocompatibles que las nanopartículas Chir, manteniendo la capacidad de liberar el fármaco con alta eficiencia, especialmente hacia tipos específicos de células cancerosas.