Examinando por Materia "Nanopartículas"
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Publicación Acceso abierto Comparación de la cinética de liberación de la curcumina desde partículas nanométricas y micrométricas basadas en quitosano(Universidad EIA, 2025) Durango Durango, Juan Pablo; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: Los sistemas de liberación de principios activos, como micropartículas y nanopartículas, se destacan por ofrecer ventajas considerables en términos de eficacia, reducción de toxicidad y efectos secundarios, optimizando la administración y la absorción celular. Sin embargo, la influencia de propiedades fisicoquímicas como tamaño y forma en la liberación del principio activo es un punto clave para tener en cuenta. El proyecto se centra en mejorar la efectividad terapéutica de la curcumina, que enfrenta limitaciones debido a su baja solubilidad y rápida metabolización. La propuesta radica en emplear matrices poliméricas basadas en quitosano para encapsular la curcumina y permitir su liberación controlada. Esta estrategia busca superar las barreras actuales para su aplicación médica. El enfoque principal del proyecto consiste en comparar la cinética de liberación de la curcumina cuando se encapsula en micropartículas y nanopartículas basadas en quitosano. La falta de información específica sobre esta comparación es un vacío que esta investigación busca llenar. Al evaluar el efecto de la escala de la partícula en la liberación de curcumina, se espera generar resultados experimentales valiosos para la comunidad científica. Estos datos pueden tener un impacto significativo, ya que podrían ser fundamentales para optimizar no solo la administración de la curcumina, sino también otros compuestos bioactivos. Además, se prevé que los hallazgos contribuyan al diseño de sistemas de administración de fármacos más eficientes y adaptados a necesidades específicas, abriendo nuevas posibilidades en el campo de la medicina y la terapia farmacológica.Publicación Acceso abierto Dispositivo de liberación controlada de principio activo por vía transdermal(Universidad EIA, 2021) Bedoya Herrera, Valentina; Montoya Góez, Yesid; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia AndreaRESUMEN: El aumento en la población mundial y en parte la mejora de la calidad de vida en el último siglo en cuanto al campo farmacéutico se da debido en gran medida al desarrollo de medicamentos y los sistemas de liberación controlada de los mismos, esto ha beneficiado así una parte de la población que padece de enfermedades reumáticas, la cual se compone en gran parte de personas con edad avanzada. En el caso del Ibuprofeno, el cual es un fármaco con propiedades antiinflamatorias, que también es utilizado por su acción como antipirético y analgésico, es comúnmente administrado por vía oral y en menor medida por vía tópica, es decir, por medio de ungüentos; estos últimos con ciertos inconvenientes como adherencia a la ropa, incomodidad por causar sensación grasosa, entre otros. En este trabajo de grado se presentan los resultados del desarrollo de un dispositivo de liberación controlada de principio activo por vía transdermal, usando como fármaco modelo Ibuprofeno sódico. La documentación incluye la descripción de los procesos de extracción del Ibuprofeno a partir tabletas comerciales, protocolo de encapsulamiento, caracterización y diseño de concepto del sistema de liberación.Ítem Acceso abierto Efecto del grado de sustitución sobre la formación y estabilidad de nanopartículas de quitosano-polietilenglicol(Universidad EIA, 2023) López Ruiz, Paola Vanessa; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: los materiales poliméricos están siendo ampliamente usados en el campo farmacéutico y biomédico para muchas aplicaciones, entre ellas, el desarrollo de sistemas de liberación controlada de principios activos. El quitosano es uno de estos polímeros de gran interés al ser un material con propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad, alta carga positiva, actividad antimicrobiana, notable afinidad a las proteínas, entre otras; por lo que la preparación de nanopartículas mediante el método de gelación ionotrópica, utilizando tripolifosfato pentasódico, es el mejor método, ya que forma las nanopartícula de manera rápida, y además homogéneas. Sin embargo, estas nanopartículas son inestables en medio fisiológico (pH 7,2 a 7,4) y como alternativa, se potencia el uso del polietilenglicol (PEG) para modificar el quitosano y obtener nanopartículas más estables, pero según investigaciones recientes aun es incierto si su grado de sustitución si afecta a la estabilidad de dichas partículas. Con este fin, se exploró la posibilidad de mejorar la estabilidad de las nanopartículas de quitosano modificándolas con PEG cuando se usa un grado de sustitución mayor al 1 %. De acuerdo a la metodología planteada, primero se realiza la modificación del biopolímero de quitosano con PEG, para luego dar paso a la formación de las nanopartículas mediante gelación ionotrópica. Una vez obtenidas dichas nanopartículas se determina el efecto del grado de modificación sobre el tamaño y la carga superficial, esperando obtener nanopartículas Q-g-PEG con un tamaño inferior a 200 nm, además de estables en condiciones fisiológicas simuladas (con un pH de 7.4, una temperatura de 37 °C y una fuerza iónica de 163 mM), lo cual se determinó a través de un análisis de DLS y potencial ζ (Nanoplus, Micromeritics, EEUU). Finalmente, se obtuvo un protocolo de funcionalización para la formación de nanopartículas del copolímero Q-g-PEG, con grado de sustitución mayor al 1 % del cual se estableció que, al simular a condiciones fisiológicas, las nanopartículas no fueron estables debido al aumento en su tamaño y PDI.Publicación Acceso abierto Encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis(Universidad EIA, 2022) Valest González, Sofía; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: La osteoporosis es una enfermedad que disminuye la microarquitectura del tejido óseo y la masa ósea, aumentando el riesgo de fractura, por ende, el paciente desarrolla una dependencia de terceros, y en las situaciones más críticas, la muerte. Estudios han comprobado que las personas que padecen esta enfermedad también presentan una deficiencia de vitamina D —la cual juega un papel importante en la mineralización ósea—, por lo que su ausencia afecta la integridad del hueso. Uno de los tratamientos sugeridos por expertos es el consumo de esta vitamina. Sin embargo, una administración no controlada del fármaco puede generar una hipervitaminosis D, causándole efectos secundarios al paciente (como la hipercalcemia). Lo anterior, abre la posibilidad de encapsular la vitamina D en nanopartículas para favorecer su liberación controlada. Para ello, se propone utilizar el polímero poli-éter-éter-sulfona sulfonado, más conocido como s(PEES), por sus propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad y a su vez, porque se han reportado estudios de implantes dentales y regeneración de tejido óseo utilizando este polímero, por lo que lo hace un buen candidato para encapsular vitamina D por sus propiedades ortopédicas. Además, en el año 2018 se reportó que se realizaron nanopartículas estables utilizando este polímero, pero no se logró encapsular ningún principio activo. Debido a lo anterior, en este trabajo se evaluó la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis. Para lograr lo anterior, se prepararon nanopartículas sin vitamina D y con vitamina D, a las cuales se les realizó un análisis de estabilidad en el tiempo a 37 °C por un período de 39 horas y en condiciones fisiológicas simuladas de pH y fuerza iónica. Posteriormente, se evaluó la eficiencia de encapsulación de vitamina D y capacidad de carga de las nanopartículas para evaluar su utilidad como sistema de nanotransporte. Estos procesos permitieron obtener nanopartículas de un tamaño inferior a 200 nm y un PDI inferior a 0,3, por lo que estos nanotransportadores tendrían potencial para la liberación controlada de vitamina D. Debido a lo anterior, se concluyó que es posible la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de sPEES, y estas podrían ser utilizadas, en un futuro, como un posible tratamiento para la osteoporosis.Publicación Acceso abierto Evaluacion de Nanoparticulas Basadas en Complejos de Coordinacion de Quitosano-Fe3+ en Esferiodes Celulares(Universidad EIA, 2022) González Vélez, Sara; Franco Rico, María Isabel; Osorio Osorno, Yuliana Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Toro, LenkaRESUMEN: El cáncer es una enfermedad reconocida como una de las principales causas de muerte en el mundo, y su tratamiento representa uno de los principales desafíos para la medicina contemporánea. En los últimos años se ha incrementado la implementación de la nanotecnología como una posible terapia, ya que aquellas existentes son generalizadas y se reducen, en su mayoría, a cirugías, radioterapia o terapias sistémicas como la quimioterapia e inmunoterapia. En muchos estudios se llevan a cabo ensayos in vitro para evaluar la efectividad de nuevos medicamentos o terapias dirigidas diseñadas para la eliminación de las células cancerígenas, lo cual se realiza, en su mayoría, en cultivos celulares en 2D. Este tipo de cultivos no simulan las condiciones reales, ya que los tumores son tridimensionales, es por esto que, para solventar esta limitación, se han empezado a usar los cultivos en 3D como los esferoides, donde se aprovecha la tendencia natural de agregación de las células entre sí para formar masas, como sucedería in vivo, y se convierten en un mejor modelo de prueba para ensayos terapéuticos. Por lo anterior, en este trabajo, se propuso establecer un modelo in vitro de evaluación del efecto citotóxico generado por nanopartículas basadas en complejos de coordinación de quitosano-Fe3+, a partir de esferoides de una línea celular de fibroblastos NIH3T3 y la medición de la citotoxicidad generada. Para obtener las nanopartículas fue necesario realizar titulaciones de hierro y tripolifosfato de sodio, con el propósito de encontrar la cantidad idónea a agregar a la solución de quitosano para así garantizar la obtención de nanopartículas con tamaños inferiores a 200 nm y con un índice de polidispersidad menor a 0,3. Luego, se estandarizó la formación de los esferoides celulares con el método “hanging drops” o gotas colgantes, donde se determinó que 3.000 células cada 27µL era la concentración ideal por gota para formar esferoides de aproximadamente 200 µm de diámetro. Las nanopartículas se diluyeron en medio de cultivo suplementado con suero fetal bovino (FBS) y sin suplementar, a diferentes concentraciones, y se pusieron en los pozos con los esferoides durante 24 horas. Se encontró que a partir de concentraciones del 50 % de nanopartículas, los esferoides empiezan a perder actividad metabólica y reducir su diámetro. También se probaron las diferentes concentraciones de nanopartículas en cultivos 2D, para comparar los resultados con aquellos obtenidos con los esferoides. De lo anterior se encontró que los ensayos en cultivos 2D tienden a ser muy variables, y se alejan más de lo que sucedería realmente en condiciones biológicas normales, la cual se simula de una mejor manera con los esferoides.Publicación Acceso abierto Obtención de nanopartículas poliméricas y/o lipídicas con potencial uso en terapias frente al cáncer(Universidad EIA, 2018) Leyton Cifuentes, David; Londoño López, Martha ElenaCon la identificación de las propiedades antioxidantes, antinflamatorios y anticancerígenas del resveratrol, nace una alternativa a los tratamientos convencionales, como la quimioterapia y la radioterapia, que buscan combatir el cáncer, pero que generan diversos efectos secundarios. El resveratrol junto con el desarrollo que se está generando en los métodos de liberación de principios activos en nanopartículas, permite divisar una prometedora propuesta de encapsulación de dichos principios, que permitiría atacar tumores, dejando mínimos efectos nocivos en el organismo. En diferentes artículos científicos, es posible identificar diversos mecanismos de liberación de principios activos, donde el tamaño y la geometría de las nanopartículas, son algunas de las características más importantes a tener en consideración. Este trabajo de grado tiene por objetivo general, proponer un sistema de encapsulación para el resveratrol en nanopartículas lipídicas y/o poliméricas con potencial uso en terapias frente al cáncer. Es por esta razón que se sugiere una metodología basada en 3 etapas. Las dos primeras, consisten en la obtención y caracterización morfológica y química del resveratrol y de las nanopartículas poliméricas y/o lipídicas. Realizando, finalmente, el proceso de encapsulación del resveratrol en las nanopartículas. Se presenta en este trabajo, un mecanismo de encapsulación del resveratrol elaborado a partir de alginato/quitosano, con tripolifosfato como agente entrecruzante. Para conocer las características químicas del resveratrol, de los hidrogeles sin resveratrol y con el polifenol encapsulado, fue necesario utilizar la técnica de espectroscopía de infrarrojo (FTIR). Para el análisis morfológico, se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM). El análisis FTIR para los hidrogeles, comprobó las interacciones alginato/quitosano, como también las interacciones entre el quitosano y el agente entrecruzante (tripolifosfato), garantizando la composición del sistema. Una vez adicionado el resveratrol, se comprobó por medio de la ausencia de determinadas bandas características del polifenol, su encapsulación al interior de la matriz polimérica. El SEM, arrojó para el resveratrol morfologías granulares y amorfas, con diámetros inferiores a 2µm. Para los hidrogeles, se detectaron tamaños micro y nano, presentándose tamaños de partícula inferiores a 500nm. Para analizar la estabilidad del sistema, se observó la solución que contenía los hidrogeles, durante un mes, en donde no se notó ningún precipitado ni agregado, por lo que se consideró estable, por lo menos durante este periodo.Publicación Acceso abierto Obtención de partículas de PLA-PEG para la encapsulación de curcumina(Universidad EIA, 2024) Alzate Ortiz, Carolina; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: el presente trabajo plantea la obtención de nanopartículas poliméricas de PLA-b-PEG, para la encapsulación de curcumina como potencial tratamiento de cáncer colorrectal en el marco del proyecto “Hidrogel inyectable con nanopartículas como plataforma para la liberación de anticancerígenos”, como respuesta a la necesidad de terapias de cáncer con mayor especificidad y menores efectos secundarios. Para esto, se llevó a cabo la purificación del PLA de grado comercial mediante el método de precipitación, así como la síntesis del copolímero PLA-b-PEG por apertura de anillo de la lactida, seguida de diversas caracterizaciones para confirmar la formación exitosa de este. Posteriormente, se realizó una búsqueda bibliográfica para la selección de un método de preparación de nanopartículas, considerando variables como la eficiencia de encapsulación (> 50 %), el tamaño de partícula (< 200 nm) y el índice de polidispersidad (< 0,3). Asimismo, se llevó a cabo la preparación de las nanopartículas de PLA y PLA-b-PEG mediante el método seleccionado (nanoprecipitación), variando la concentración de polímero, evaluando los efectos de esta sobre el tamaño y el índice de polidispersidad. Por último, se realizó la encapsulación de curcumina, evaluando el efecto de la masa inicial del principio activo sobre las nanopartículas; luego, se llevó a cabo la caracterización de las micelas, en donde se analizó la eficiencia de encapsulación y capacidad de carga de estas, para la verificación de su utilidad como sistemas de transporte y liberación de curcumina. Estos procesos permitieron obtener nanopartículas de PLA y PLA-b-PEG cargadas de curcumina, mediante el método de nanoprecipitación, con tamaño de partícula de 118,133 nm ± 3,592 nm y 107,450 nm ± 21,687 nm, y un índice de polidispersidad 0,177 ± 0,023 y 0,201 ± 0,049 respectivamente, así como eficiencias de encapsulación de 67,7 % ± 16,0 % (PLA) y 72,68 % ± 6,27 % (PLA-b-PEG). Con base a lo anterior, se concluyó que, la nanoprecipitación es un método de preparación de partículas sencillo, económico, con alta reproducibilidad, capaz de producir poblaciones de nanopartículas homogéneas (PDI < 0,3) y tamaños de partícula menores a 200 nm; además de proporcionar la posibilidad de encapsular fármacos hidrofóbicos, como la curcumina. Asimismo, se destaca la posible utilidad de estas nanopartículas, en futuras aplicaciones, en el contexto de terapias para el cáncer.Publicación Acceso abierto Sistema alternativo, para la detección de glucosa, con futuras aplicaciones para diabéticos(Universidad EIA, 2021) Cogollo Gómez, Angie Carolina; Londoño López, Martha ElenaRESUMEN: A partir de una revisión sistemática del estado del arte, se propone el diseño de un sistema de medición de glucosa mediante el uso de materiales novedosos para configurar un compuesto de puntos de carbono y nanopartículas de plata (C-dots/AgNPs) para integrarlo con otros elementos químicos y llevarlo a un proceso mediante la técnica de fluorescencia que genera una luminosidad activada con la adición de concentraciones de peróxido de hidrógeno (H2O2), soluciones de glucosa y transferencia de energía. En el sistema se proyecta la utilización de equipos de alta tecnología que permitirán realizar análisis cuantitativos de la glucosa detectada; sin embargo, esta regla de luminosidad no se presenta en todos los ensayos analizados. El presente estudio es de tipo exploratorio, se identificaron algunas variables que influyen en la medición de glucosa a los pacientes diabéticos, tales como, exactitud en la medición de la glucosa, el tiempo de respuesta del sistema, no indoloro, vida útil del sistema, grado de invasión, seguridad y confiabilidad; luego se cotejaron con las variables y parámetros similares trabajados en las pruebas experimentales seleccionadas en la revisión sistemática, y mediante la metodología de Ulrich obtener el diseño en detalle. De los diferentes sistemas de detección de glucosa verificados, se estableció que los puntos de carbono será uno de los materiales que incursionará en el campo de la medición de glucosa.Publicación Acceso abierto Sistema de liberación de vitamina D a partir de nanopartículas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES)(Universidad EIA, 2023) Castañeda Mesa, Mariana; Tobón Fernández, Juliana; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: el presente trabajo de grado plantea la obtención de nanopartículas poliméricas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES) para la encapsulación y liberación de vitamina D, como potencial tratamiento para la deficiencia de esta en el cuerpo humano. Se resalta la pertinencia del proyecto por la alta recurrencia de hipovitaminosis D a nivel global y las falencias de los métodos de suplementación actual. Se obtuvieron las nanopartículas de sPEES con y sin vitamina D, siguiendo la técnica de entrecruzamiento iónico y purificando con ultrafiltración por centrifugación. Se estableció que la cantidad máxima de principio activo que puede ser cargado en las nanopartículas es de 2,7 mg, con la que se obtuvo un tamaño menor a 200 nm y un índice de polidispersidad de 0,24. Para dicha cantidad de vitamina D se observó una eficiencia de encapsulación de 99,89 % y una capacidad de carga de 16,97 %, la cual es comparable con otros sistemas reportados en la literatura científica. Posteriormente, se evaluó la estabilidad del sistema analizando el tamaño (por dispersión de luz dinámica) y la carga superficial (por potencial ζ) en diferentes soluciones amortiguadoras para simular diferentes vías de administración, los valores de pH empleados y la vía de administración a la que corresponden fueron: 9,2 (intranasal), 7,4 (intravenosa), 7 (intramuscular), 5,5 (oral a nivel del intestino delgado) y 2 (oral a nivel del estómago). A partir de lo anterior, se determinó que las nanopartículas de sPEES con vitamina D evaluadas a pH 5,5, tuvieron tamaños inferiores a 160 nm y polidispersidades cercanas, e incluso inferiores, a 0,2. Con base en dichos resultados, se consideró que para este tipo de sistema (nanopartículas de sPEES con vitamina D) se podría usar la vía de administración oral. Finalmente, se determinó el perfil de liberación del sistema con un ensayo de diálisis, empleando membranas de poli éter sulfona (PES) de 10 kDa, simulando condiciones de temperatura fisiológica y de pH a 2 y 5,5 a los que se les añadió Tween 80, con el fin de favorecer la liberación del principio activo. En el medio de pH 2 se alcanzó un porcentaje de liberación de casi 8 % en 6 horas, en el cual se obtuvo un pico máximo a las 3,5 horas, mientras que para el medio de pH 5,5 se obtuvo un porcentaje de liberación cercano al 2 % en el mismo periodo de tiempo. La cinética de liberación se ajustó al modelo de Higuchi’s para ambas soluciones y se obtuvieron parámetros de ajuste que indican una correcta representación del sistema.Ítem Acceso abierto Sistema híbrido de hidrogel inyectable con nanopartículas como plataforma para la liberación de curcumina(2024-09) Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Córdoba, E.En esta investigación se desarrolló un sistema híbrido basado en un hidrogel inyectable de carboximetil quitosano (CMQ) y agarosa oxidada (AO) en el que se inmovilizan nanopartículas de PLA-b-PEG cargadas con curcumina. Se evaluaron varias proporciones de AO:CMQ (60:40, 50:50 y 40:60) para obtener los hidrogeles y se observó que estos adquieren una consistencia de gel estable a temperatura fisiológica (37 ºC); además, se dejaron inyectar a través de una aguja calibre 21 G con fuerzas inferiores a 30 N. Asimismo, las propiedades mecánicas demostraron que los hidrogeles tienen una alta resistencia a la compresión y valores de módulo de Young similares a los de algunos tejidos humanos (5–20 kPa). Además, los hidrogeles presentaron un comportamiento termosensible, dada la presencia de la AO en la mezcla. Los hidrogeles presentaron porcentajes de hinchamiento de hasta 3090 ± 343 %, gracias a la alta hidrofilicidad de los polímeros y a la estructura porosa que se observó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). También, gracias al entrecruzamiento químico mediante enlaces imina, los hidrogeles mostraron la capacidad de autorreparación y tuvieron bajas tasas de degradación, siendo la máxima de 21,04 ± 2,59 %, sin variaciones grandes en el tamaño y manteniendo su geometría. Por otra parte, se obtuvieron nanopartículas de PLA-b-PEG con un tamaño de 74,4 ± 2,3 nm e índice de polidispersidad (PDI) de 0,195 ± 0,027; estas demostraron ser estables en el tiempo y a altas temperaturas, sin sufrir alteraciones relevantes en su tamaño o PDI. Además, se logró encapsular curcumina con una eficiencia del 62,4 ± 2,0 % y capacidad de carga de 2,09 ± 0,13 %. Finalmente, al mezclar ambos sistemas, no se observaron cambios importantes en las propiedades del hidrogel, por lo que se concluye que este sistema híbrido tiene el potencial para ser usado en aplicaciones biomédicas.Publicación Acceso abierto Sistemas de nanotransporte de principios activos usados en terapias para el síndrome de Dravet basados en quitosano(Universidad EIA, 2023) Mejía Ciro, Karen; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaRESUMEN: el síndrome de Dravet es una encefalopatía epiléptica de grado muy severo que se inicia en el primer año de vida, con crisis habitualmente desencadenadas por la fiebre, a las que sigue una epilepsia farmacorresistente. Una alternativa para el tratamiento de esta enfermedad ha sido la administración de valproato, el cual ha demostrado controlar las crisis febriles y epilépticas, aunque no tiene tanta eficiencia; lo cual, se debe a la dificultad del medicamento para atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que la concentración requerida del principio activo no logra llegar las personas que padecen esta enfermedad. Lo anterior, abre la posibilidad de encapsular el valproato en nanopartículas para favorecer su liberación controlada y dirigirlas al lugar específico donde se requiere, potenciando así el efecto deseado. Para ello, se seleccionó el polímero quitosano, pues es biocompatible, biodegradable y bioactivo. Con base en lo anterior, se propuso un sistema para encapsular valproato, usado en terapias contra el síndrome de Dravet, en nanopartículas basadas en quitosano, como una primera aproximación que podría llegar a mejorar la efectividad del tratamiento. Para lograr lo anterior, se identificó el método de encapsulación de valproato en las nanopartículas. Se prepararon nanopartículas sin valproato a las cuales se les realizó un análisis de estabilidad en el tiempo a temperatura fisiológica (37 °C) y de almacenamiento (25 °C) por un período de 30 días. Posteriormente, a las nanopartículas con valproato se les midió la eficiencia de encapsulación y capacidad de carga, para evaluar su utilidad como sistema de nanotransporte. Se pudo obtener nanopartículas con un tamaño inferior a 200 nm y un PDI inferior a 0,3, por lo que tendrían un potencial uso para la liberación controlada valproato. Se concluyó que es posible la encapsulación de valproato en nanopartículas de quitosano, con un potencial uso en el tratamiento del síndrome de Dravet.