Nanocápsula

Una nanocápsula es una cubierta a nanoescala hecha de un polímero no tóxico . Son sistemas vesiculares formados por una membrana polimérica que encapsula un núcleo líquido interno a nanoescala. Las nanocápsulas tienen muchos usos, incluyendo prometedoras aplicaciones médicas para la administración de fármacos , la mejora de alimentos, los nutracéuticos y los materiales autorreparables. Los beneficios de los métodos de encapsulación radican en la protección de estas sustancias en entornos adversos, la liberación controlada y la focalización precisa. ^{[ 1 ]} La nanoencapsulación es la técnica que utiliza nanocápsulas para encapsular sustancias que se liberarán de forma controlada y eficaz. ^{[ 2 ]}

Las nanocápsulas pueden estar hechas de diversos tipos de nanomateriales ; los más comunes son liposomas , nanopartículas , micelas , nanoesferas , nanoemulsiones y nanocápsulas . ^{[ 3 ]} Las nanocápsulas pueden utilizarse potencialmente como nanorobots o nanobots guiados por resonancia magnética , aunque aún existen desafíos. ^{[ 4 ]}

El tamaño típico de las nanocápsulas utilizadas para diversas aplicaciones oscila entre 10 y 1000  nm. Sin embargo, dependiendo de la preparación y el uso de la nanocápsula, el tamaño será más específico. ^{[ 6 ]}

La estructura de la nanocápsula consiste en un sistema nanovesicular formado en una disposición núcleo-corteza. La corteza de una nanocápsula típica está hecha de una membrana o recubrimiento polimérico. El tipo de polímero utilizado es poliéster biodegradable, ya que las nanocápsulas se utilizan frecuentemente en sistemas biológicos. El poli-ε-caprolactona (PCL), el poli(lactida) (PLA) y el poli(lactida-co-glicólido) (PLGA) son polímeros típicos utilizados en la formación de nanocápsulas. ^{[ 7 ]} Otros polímeros incluyen el poli(ácido metacrílico) tiolado y la poli(N-vinilpirrolidona). ^{[ 8 ]} Dado que los polímeros sintéticos han demostrado ser más puros y reproducibles en comparación con los polímeros naturales, a menudo se prefieren para la construcción de nanocápsulas. Sin embargo, algunos polímeros naturales como el quitosano , la gelatina , el alginato de sodio y la albúmina se utilizan en algunas nanocápsulas de administración de fármacos. ^{[ 6 ]} Otras cubiertas de nanocápsulas incluyen liposomas , ^{[ 9 ]} junto con polisacáridos y sacáridos . Los polisacáridos y sacáridos se utilizan debido a su no toxicidad y biodegradabilidad . Son atractivos para su uso ya que se asemejan a las membranas biológicas. ^{[ 10 ]}

El núcleo de una nanocápsula está compuesto por un surfactante oleoso seleccionado específicamente para coordinarse con el fármaco dentro de la membrana polimérica. El aceite utilizado debe ser altamente soluble con el fármaco y no tóxico en un entorno biológico. La emulsión de aceite y fármaco debe tener baja solubilidad con la membrana polimérica para asegurar que el fármaco se distribuya correctamente por todo el sistema y se libere en el momento y lugar precisos. Una vez obtenida la emulsión adecuada, el fármaco debe estar uniformemente disperso en toda la cavidad interna de la membrana polimérica. ^{[ 6 ]}

El método de encapsulación depende de los requisitos de cada fármaco o sustancia. Estos procesos dependen de las propiedades fisicoquímicas del material del núcleo, del material de la pared y del tamaño requerido. ^{[ 1 ]} Las formas más comunes de producir nanocápsulas son la nanoprecipitación, ^{[ 11 ]} la emulsión-difusión y la evaporación del disolvente.

En el método de nanoprecipitación, también denominado método de desplazamiento de solvente, las nanocápsulas se forman creando una suspensión coloidal entre dos fases separadas. La fase orgánica consiste en una solución y una mezcla de solventes orgánicos. La fase acuosa consiste en una mezcla de no solventes que forma una película superficial. La fase orgánica se inyecta lentamente en la fase acuosa, la cual se agita para formar la suspensión coloidal. Una vez formada la suspensión coloidal, se agita hasta que comienzan a formarse las nanocápsulas. El tamaño y la forma de la nanocápsula dependen de la velocidad de inyección y de la velocidad de agitación. ^{[ 7 ]}

Otro método común para preparar nanocápsulas es el método de emulsión-difusión. Este método consta de tres fases: orgánica, acuosa y de dilución. En este método, la fase orgánica se añade a la fase acuosa bajo agitación intensa, formando una emulsión. Durante este proceso, se añade agua a la emulsión, lo que provoca la difusión del disolvente. El resultado de esta emulsión-difusión es la formación de nanocápsulas. ^{[ 7 ]}

La evaporación del disolvente es otro método eficaz para preparar nanocápsulas. En este proceso, se forman emulsiones simples o dobles a partir de disolventes, las cuales se utilizan para formular una suspensión de nanopartículas. Se emplea homogeneización a alta velocidad o sonicación para obtener partículas de pequeño tamaño en la suspensión. Una vez que la suspensión se estabiliza, los disolventes se evaporan mediante agitación magnética continua a temperatura ambiente o reduciendo la presión ambiental. ^{[ 6 ]}

La tabla que aparece a continuación muestra cómo las nanocápsulas presentan diferentes características según el método de preparación. Los tipos de nanocápsulas varían en tamaño, concentración del fármaco y tiempo de liberación de la sustancia activa.