Synthesis of mesoporous silica nanoparticles by sol–gel as nanocontainer for future drug delivery applications

Development of mesoporous silica nanoparticles as carriers for drug delivery systems has increased exponentially during the last decade. The present work is focused on the synthesis of silica carriers by sol–gel from tetraethyl orthosilicate (TEOS) as precursor of silica and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as pore generating agent. The synthesis conditions were modified varying the molar ratio of water/TEOS, NH3/TEOS and amount of CTAB. The silica particles were characterized by scan electron microscopy techniques (FESEM), high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), N2 adsorption–desorption isotherms, Zeta-potential and Dynamic Light Scattering (DLS). The results show that the specific surface area and the porosity of silica particles were strongly affected by the addition of CTAB and the amount of H2O. The dispersion and stability of silica mesoporous particles is achieved in spite of the high surface reactivity. The synthesis formulation affects considerably to the particle morphology, which changes from spheres to rods when the molar ratio of H2O increases. A maximum specific surface area of 1480 m2/g was obtained with pore sizes ranging 2.5–2.8 nm. El interés por el uso de partículas mesoporosas de sílice como vehículos para sistemas de liberación de fármacos ha aumentado exponencialmente en la última década. Este trabajo se centra en la síntesis de portadores de sílice por sol-gel usando tetraetilortosilicato (TEOS) como precursor de sílice y bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como agente generador de poros. Se ha analizado el efecto en las propiedades morfológicas de los cargos de sílice de la modificación de algunas condiciones de síntesis como las relaciones molares agua/TEOS y amoniaco/TEOS, o la cantidad de CTAB. Las partículas obtenidas se han caracterizado mediante microscopia electrónica de barrido y de emisión de campo, por microscopia electrónica de transmisión, adsorción/desorción de N2, potencial zeta y dispersión dinámica de luz (DLS). Los resultados muestran que la superficie específica y la porosidad de las partículas de sílice se ven especialmente afectadas por la cantidad de CTAB, alcanzándose superficies específicas de 1.480 m2/g con una porosidad media de 2,5-2,8 nm. Las partículas mesoporosas de sílice permanecen dispersas y estables a pesar de su elevada reactividad superficial. La formulación de la disolución precursora cambia considerablemente la morfología de las partículas, que pasan de ser esféricas a adoptar una morfología de varillas cuando aumenta la cantidad de H2O adicionada.