[ca] La natura, i en particular el cos humà, ofereix innombrables fonts d'inspiració. La traducció de les seves propietats úniques a materials sintètics ha estat la força impulsora de diversos estudis fins avui. Les micro/nanopartícules biomimètiques i bioinspirades representen eines remarcables per a aquest objectiu; tanmateix, degut a la complexitat dels sistemes biològics, cal avaluar diverses característiques i atributs, com ara la mida, la forma i les propietats de la superfície. L'objectiu d'aquesta tesi és desenvolupar un conjunt de diverses partícules biomimètiques i bioinspirades per abordar diferents problemes biomèdics que afecten actualment a la salut pública. En aquesta tesi s'han tractat tres temes principals. En primer lloc, s'ha proposat un sistema innovador com una nova classe de vacuna contra els bacteris que representaria una ajuda preciosa limitant la propagació de la creixent resistència als antibiòtics. Per a això, s'han desenvolupat micropartícules d'àcid polilàctic biocompatibles per reproduir morfologies de bacteris; la forma anisòtropa dels bacteris es va avaluar com un factor clau biomimètic per a l'estimulació específica del sistema immunitari. Inspirat en Pseudomonas aeruginosa, la combinació de les seves propietats estructurals, com la mida i la forma, amb la seva immunogenicitat, obtinguda mitjançant l'ús d'antígens, ha permès aconseguir una activació immune important en un model in vivo. En segon lloc, s'han proposat potents eines terapèutiques i teragnòstiques per a la seva ocupació en la lluita contra el càncer. Les partícules polimèriques es van combinar amb nanocubs magnètics bioinspirats i es van estudiar per separat les micropartícules que presentaven una forma el·lipsoïdal, com els bacteris magnetotàctics, o les nanopartícules esfèriques que posseïen un nucli líquid. Es va avaluar la capacitat de resposta d'ambdós tipus de partícules sota la influència d'un camp magnètic extern; en el cas de les nanopartícules esfèriques, en combinació amb la resposta a la llum, es va utilitzar per al tractament tèrmic i la nanotermometria, i en el de les el·lipsoïdals, per a l'estimulació rotacional. Finalment, les nanopartícules semblants a la neuromelanina s'han dissenyat com a excel·lents sistemes de lliurament de dopamina, amb avantatges únics per al tractament de la malaltia de Parkinson. La interacció supramolecular i la coordinació metall-lligand s'han aprofitat per desenvolupar dos sistemes diferents, constituïts principalment per dopamina. Es va utilitzar ferro com a node metàl·lic en ambdós casos per la seva biocompatibilitat i pel possible ús com a agent de contrast en la ressonància magnètica. Quantitats destacades de dopamina es van encapsular amb èxit amb enllaços no covalents, permetent el seu alliberament. L'eficiència del lliurament dirigit de fàrmacs es va aprofitar estudiant una via d'administració innovadora, la intranasal, in vitro o in vivo.

[es] La naturaleza, y en particular el cuerpo humano, ofrece innumerables fuentes de inspiración. Trasladar sus propiedades únicas a materiales sintéticos ha sido la fuerza impulsora de varios estudios hasta el día de hoy. Las micro/nanopartículas biomiméticas y bioinspiradas representan herramientas notables para este fin; sin embargo, dada la complejidad de los sistemas biológicos, es necesario evaluar diferentes características y atributos, como el tamaño, la forma y las propiedades de la superficie. El objetivo de esta tesis es desarrollar un conjunto de partículas biomiméticas y bioinspiradas para abordar diferentes problemas biomédicos que afectan actualmente a la salud pública. En esta tesis se han explorado tres temas principales. Primero, se ha propuesto un sistema innovador como una nueva clase de vacunas para bacterias, lo cual representaría una valiosa ayuda al limitar la propagación de la creciente resistencia a los antibióticos. Para ello se han desarrollado micropartículas de ácido poliláctico biocompatibles que reproducen morfologías bacterianas; se evaluó la forma anisotrópica de las bacterias como un factor biomimético clave para la estimulación específica del sistema inmunitario. Inspirada en Pseudomonas aeruginosa, la combinación de sus propiedades estructurales, como el tamaño y la forma, con su inmunogenicidad, obtenida mediante el uso de antígenos, ha permitido conseguir una importante activación inmunitaria en un modelo in vivo. En segundo lugar, se han propuesto potentes herramientas terapéuticas y teragnósticas para su empleo en la lucha contra el cáncer. Se utilizaron partículas poliméricas para encapsular nanocubos magnéticos bioinspirados y se estudiaron por separado micropartículas que presentaban una forma elipsoidal, como bacterias magnetotácticas, o nanopartículas esféricas que poseen un núcleo líquido. Se evaluó la capacidad de respuesta de ambos tipos de partículas bajo la influencia de un campo magnético externo; en el caso de las nanopartículas esféricas, en combinación con la sensibilidad a la luz, se empleó para tratamiento fototérmico y nanotermometría, y en el elipsoidal, para estimulación rotacional. Finalmente, las nanopartículas similares a la neuromelanina se han diseñado como excelentes sistemas de administración de dopamina con ventajas únicas para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. La interacción supramolecular y la coordinación metal-ligando se han aprovechado para desarrollar dos sistemas diferentes, constituidos principalmente por dopamina. El hierro se utilizó como nodo metálico en ambos casos debido a su biocompatibilidad y posible uso como agente de contraste en imágenes de resonancia magnética. Se encapsularon con éxito cantidades sobresalientes de dopamina con enlaces no covalentes, lo que permitió su fácil liberación. La eficacia de la administración del fármaco se analizó aún más mediante el estudio de una vía de administración innovadora, la intranasal, in vitro o in vivo.