Design, Synthesis and Architectures of Hybrid Nanomaterials for Therapy and Diagnosis Applications

Hybrid nanomaterials based on inorganic nanoparticles and polymers are highly interesting structures since they combine synergistically the advantageous physical-chemical properties of both inorganic and polymeric components, providing superior functionality to the final material. These unique properties motivate the intensive study of these materials from a multidisciplinary view with the aim of finding novel applications in technological and biomedical fields. Choosing a specific synthetic methodology that allows for control over the surface composition and its architecture, enables not only the examination of the structure/property relationships, but, more importantly, the design of more efficient nanodevices for therapy and diagnosis in nanomedicine. The current review categorizes hybrid nanomaterials into three types of architectures: core-brush, hybrid nanogels, and core- shell. We focus on the analysis of the synthetic approaches that lead to the formation of each type of architecture. Furthermore, most recent advances in therapy and diagnosis applications and some inherent challenges of these materials are herein reviewed

Silver oxide particles/silver nanoparticles interconversion: Susceptibility of forward/backward reactions to the chemical environment at room temperature

The thermal stability of the silver oxide particles (Ag 2O)/ metallic silver nanoparticles (AgNPs) system in aqueous and gaseous environments is investigated with UV-Visible spectroscopy, TEM, SEM and DLS as characterisation techniques, and with calculations using electromagnetic theory. Thermal decomposition of aqueous Ag 2O colloids to produce AgNPs is conclusively demonstrated and used as a base reaction to produce clean AgNPs without any external reducing agent. Such a spontaneous character of Ag 2O decomposition in alkaline aqueous/water-enriched environments at room temperature makes the formation of silver oxide films on silver nanoparticles/nanostructures unlikely, keeping the silver surface oxide-free, a crucial feature in determining the silver catalytic and Raman enhancing properties. The synthetic suitability of this reaction to develop new routes to produce AgNPs is explored by analyzing the effect of temperature, complexing agents, and environment polarity on the AgNPs size/shape control. Thermal decomposition of Ag 2O colloids in aqueous/water-enriched environments offers the possibility to produce AgNPs at low cost, with easy, clean, safe and green chemistry procedures.Fil: Douglas Gallardo, Oscar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Moiraghi, Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Macchione, Micaela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Godoy, Jorge A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Perez, Manuel Alejo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Coronado, Eduardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Macagno, Vicente Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Chemical Overview of Gel Dosimetry Systems: A Comprehensive Review

Advances in radiotherapy technology during the last 25 years have significantly improved both dose conformation to tumors and the preservation of healthy tissues, achieving almost real-time feedback by means of high-precision treatments and theranostics. Owing to this, developing high-performance systems capable of coping with the challenging requirements of modern ionizing radiation is a key issue to overcome the limitations of traditional dosimeters. In this regard, a deep understanding of the physicochemical basis of gel dosimetry, as one of the most promising tools for the evaluation of 3D high-spatial-resolution dose distributions, represents the starting point for developing new and innovative systems. This review aims to contribute thorough descriptions of the chemical processes and interactions that condition gel dosimetry outputs, often phenomenologically addressed, and particularly formulations reported since 2017

Chemical Overview of Gel Dosimetry Systems: A Comprehensive Review

Advances in radiotherapy technology during the last 25 years have significantly improved both dose conformation to tumors and the preservation of healthy tissues, achieving almost real-time feedback by means of high-precision treatments and theranostics. Owing to this, developing high-performance systems capable of coping with the challenging requirements of modern ionizing radiation is a key issue to overcome the limitations of traditional dosimeters. In this regard, a deep understanding of the physicochemical basis of gel dosimetry, as one of the most promising tools for the evaluation of 3D high-spatial-resolution dose distributions, represents the starting point for developing new and innovative systems. This review aims to contribute thorough descriptions of the chemical processes and interactions that condition gel dosimetry outputs, often phenomenologically addressed, and particularly formulations reported since 2017

Gold decoration of silica by decomposition of aqueous gold(iii) hydroxide at low temperatures

The decomposition of gold hydroxide to give metallic gold is known to take place around 300 °C in dry environments. However, little information about the gold hydroxide stability in wet environments has been recorded. Here, we present experimental evidence which shows that aqueous/water-enriched gold(iii) hydroxide colloids decompose spontaneously to form gold nanoparticles at temperature values above the freezing point of water. Based on this reaction, we developed a method to decorate silica spheres with gold nanoparticles by precipitation and decomposition of gold(iii) hydroxide onto the silica surface in wet media by a simple one-pot/one-step protocol. The silica-gold nanostructures are prepared in high yield and with a low level of by-products.Fil: Macchione, Micaela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Samaniego, J. E.. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional unidad Querétaro; MéxicoFil: Moiraghi, Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Passarelli, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Macagno, Vicente Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Coronado, Eduardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Yacaman, M. J.. University Of Texas. Departament Of Physics; Estados UnidosFil: Pérez, M. A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Poly(N-vinylcaprolactam) Nanogels with Antiviral Behavior against HIV-1 Infection

Abstract Stimuli-responsive nanogels offer promising perspectives for the development of next generation formulations for biomedical applications. In this work, poly(N-vinylcaprolactam) nanogels were synthesized varying the concentration of monomer and crosslinking agent. Thus, the inhibitory effect of poly(N-vinylcaprolactam) nanogels against HIV-1 infection is presented for the first time. In particular, we have demonstrated that one of the synthesized poly(N-vinylcaprolactam) nanogels with initial concentration of 80 mg of vinylcaprolactam and 4% of crosslinking agent shows antiviral behavior against HIV-1 infection since this nanogel inhibits the viral replication in TZM.bl target cells

Biomateriales poliméricos: los gigantes que nacen de un desafío multidisciplinario

 Referencias  1-Biomaterials Science, An introduction to materials in medicine, Third Edition, 2013, Edited by B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Schoen, J.E. Lemons, Academic Press is an imprint of Elsevier.2-Biomaterials: Design, development and biomedical applications, 2015, G. Malegowd Raghavendra, K. Varaprasad, T. Jayaramudu, S. Thomas, Y. Grohens, N. Ninan, Nanotechnology applications for tissue engineering, Elsevier Inc.3-Biomedical applications of polymeric biomaterials, 2017, Osorio-Delgado, M. A., Henao-Tamayo, L. J., Velásquez-Cock, J. A., Cañas-Gutierrez, A. I., Restrepo-Múnera, L. M., Gañán-Rojo, P. F., Zuluaga-Gallego, R. O., Ortiz-Trujillo, I C., Castro-Herazo, C. I., Aplicaciones biomédicas de biomateriales poliméricos DYNA 84 (201), 241-252.4-Applications of synthetic polymers in clinical medicine. Maitz, M. F.Biosurface and biotribiology, 2015, 1 (3) 161?176.5-50th Anniversary Perspective: Polymeric biomaterials: Diverse functions enabled by advances in macromolecular chemistry. Liang, Y., Li, L., Scott, R. A., Kiick, K. L., Macromolecules, 2017, 50 (2), 483–502.6- Polymers in drug delivery, A. Srivastava, T. Yadav, S. Sharma, A. Nayak, A.  Kumari, N. Mishra, 2016, Journal of Biosciences and Medicines, 4, 69-84.7- Recent advances in hydrogel based drug delivery systems for the human body, A. Vashist, A. Vashist, Y. K. Gupta, S. Ahmad, J. Mater. Chem. B, 2014, 2,147.8- A novel gel based on an ionic complex from a dendronized polymer and ciprofloxacin: Evaluation of its use for controlled topical drug release. M. García, J. Cuggino, C. Rosset, P. Páez, M.C. Strumia, R. Manzo, F. Alovero, C.I. Alvarez Igarzabal, A.  Jimenez-Kairuz, 2016, Materials Science and Engineering: C (Materials for Biological Applications) 69, 236-246.9-Responsive nanogels for application as smart carriers in endocytic pH-triggered drug delivery systems. J. Cuggino, M. Molina, S. Wedepohl, C. I. Alvarez Igarzabal, M. Calderon, L. Gugliotta, 2016, European PolymerJournal, 78, 14-24.10-Poly(N-vinylcaprolactam) nanogels with antiviral behavior against HIV-1 infection, M. Macchione, C. Guerrero-Beltrán, A. Rosso, E. Euti, M. Martinelli, M.C. Strumia, M. A. Muñoz-Fernández. Enviado para su consideración, Septiembre de 2018.11-Rational design of dendritic thermoresponsive nanogels that undergo phase transition under endolysosomal conditions. G. N. Rimondino, E. Miceli, M. Molina, S. Wedepohl, S. Thierbach, E. Ruhl, M.C. Strumia, M. Martinelli, M. Calderón. 2017, J. Mater. Chem. B, 5, 866-874.12- Tesis doctoral de la Dra. Catalina Biglione (2017), Directora: Dra. Miriam Strumia.13- Transferrin decorated thermoresponsive nanogels as magnetic trap devices for circulating tumor cells. M. Asadian-Birjand, C. Biglione, J. Bergueiro, A. Cappelletti, C. Rahane, G. Chate, J. Khandare, B. Klemke, M. Strumia, M. Calderon, 2016, Macromolecular Rapid Communications, 37 (5) 439-445.14-Optimizing circulating tumor cells’ capture efficiency of magnetic nanogels by transferrin decoration. C. Biglione, J. Bergueiro, M. Asadian-Birjand, C. Weise, V. Khobragade, G. Chate, M. Dongare, J. Khandare, M. Strumia, M. Calderón, 2018, Polymers 10 (2) 174.15-Crosslinked soy protein films and their application as ophthalmic drug delivery system. A. González, I. Tártara, S.D. Palma, C.I. Alvarez Igarzabal, 2015, Materials Science and Engineering C, 51,73-79.16-Crosslinked casein-based micelles as a dually responsive drug delivery system, M. Picchio, J. Cuggino, G. Nagel, S. Wedepohl, R. Minari, C.I. Alvarez Igarzabal, L. Gugliotta, M. Calderon, 2018, Polym. Chem. 9, 3499-3510.17-Tesis Doctoral de la Bioq. Virginia Pasotti. Directora: Dra. Marisa Martinelli.18-Bioadhesive and biocompatible films as wound dressing materials based on a novel dendronized chitosan loaded with ciprofloxacin. M. García, A. Aldana, L. Tártara, F. Alovero, M. Strumia, R. Manzo, M. Martinelli, A. Jimenez-Kairuz, 2017, Carbohydrate Polymers, 175, 75–86.19-Tesis Doctoral de la Lic. Annabella  Rosso. Directora: Dra. Marisa  Martinelli.      

One-Step/One-Pot Decoration of Oxide Microparticleswith Silver Nanoparticles

Hypothesis:Heterogeneous nucleation of silver oxide (Ag2O) onto oxide microparticles (OMPs) followedby spontaneous thermal decomposition produce nanostructures made of OMPs decorated with silvernanoparticles (OMP|AgNPs).Experiments:Colloidal chemistry methods have been used to produce the decoration of OMPs with silvernanoparticles (AgNPs), by carrying out the Ag2O precipitation/thermal decomposition. The process is dri-ven in water enriched acetone medium containing NaOH, NH3, AgNO3and SiO2MPs as substrate. Opticaland morphological properties of OMP|AgNPs were characterized by using STEM, EDS, HRTEM and Ramanspectroscopy.Findings:A new synthetic method to decorate OMPs (TiO2, SiO2) with metallic AgNPs in a single step/singlepot reaction is proven effective to produce OMP|AgNPs either in aqueous or water enriched media.Fil: Macchione, Micaela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Douglas Gallardo, Oscar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Pérez, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Passarelli, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Moiraghi, Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Spitale, Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Bahena, Daniel. University of Texas at San Antonio; Estados UnidosFil: Oliva, Fabiana Yolanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Mariscal, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Yacamán, Miguel José. University of Texas at San Antonio; Estados UnidosFil: Coronado, Eduardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Macagno, Vicente Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Perez, Manuel Alejo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin