La terapia fotodinámica (PDT) es un tratamiento contra el cáncer, sin embargo, una limitante es la baja penetración de la luz visible en los tejidos, lo que dificulta tratar tumores profundos. Una alternativa es la terapia fotodinámica inducida por rayos-X (X-PDT), donde los rayos-X actúan como fuente de energía para activar un fotosensibilizador localizado en tejidos internos. No obstante, no existen fotosensibilizadores capaces de absorber directamente los rayos-X, se requieren materiales luminiscentes centelladores que conviertan dicha radiación en luz visible y transfieran la energía al fotosensibilizador. El YAG (Y3Al5O12) dopado con praseodimio al 1% presenta una emisión en la región UV-Vis (300-450 nm). Además, sus propiedades luminiscentes pueden modificarse al reemplazar Al3+ por Ga3+ en la red cristalina. En este trabajo se diseñó y caracterizó el nanomaterial Y3GaxAl5-xO12:Pr 1% (YAGG:Pr), el cual presenta propiedades centelladoras, se modificó su superficie con sílica porosa para posteriormente cargar el fotosensibilizador protoporfirina IX y formar el sistema YAGG:Pr@SiO2@PpIX, este sistema demostró la capacidad de generar especies reactivas de oxígeno (ROS), las cuales causan toxicidad celular. Las nanopartículas de YAGG:Pr fueron sintetizadas por los métodos de combustión y sol-gel, siendo este último el más adecuado por generar nanopartículas homogéneas y bien definidas. El nanomaterial fue caracterizado por microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos-X (XRD), espectroscopía de fotoluminiscencia, catodoluminiscencia y espectroscopía de dispersión de energía (EDS). La fotoluminiscencia indica que la composición Y3Ga2Al3O12:Pr es la de mayor intensidad en la región UV-Vis. Análisis por imágenes TEM revelaron nanopartículas semi-esféricas y una capa homogénea de recubrimiento de SiO2 con un espesor de 23 nm. El análisis de luminiscencia del sistema YAGG:Pr@SiO2@PpIX mostró un proceso de transferencia de energía por resonancia de Förster (FRET) entre el núcleo centellador y la PpIX, debido al traslape entre los espectros de emisión del YAGG:Pr y de absorción de la PpIX. Por otro lado, bajo irradiación UV254 nm , el sistema generó ROS. La viabilidad celular fue evaluada mediante ensayos MTT en las líneas celulares HepaRG,HSC y Kupffer, observándose que, tras la incubación en oscuridad, la viabilidad celular se mantuvo por encima del 70%, umbral mínimo requerido para aplicaciones biomédicas.

Photodynamic therapy (PDT) represents a promising strategy for cancer treatment; however, its effectiveness is limited by low tissue penetration depth of visible light, restricting its application to superficial tumors. X-ray-induced photodynamic therapy (X-PDT) has emerged as an alternative approach, employing X-rays as the excitation source to activate photosensitizers localized in deep-seated tissues. Nevertheless, conventional photosensitizers cannot directly absorb X-ray radiation, the development of scintillating materials capable of converting ionizing radiation into visible light and transferring the emitted energy to the photosensitizer is essential. Yttrium aluminum garnet (Y3Al5O12 , YAG) doped with 1% praseodymium exhibits strong emission in the UV-Vis range (300-450 nm). Furthermore, its luminescent properties can be tuned by partially substituting Al3+ with Ga3+ within the crystal lattice. In the present work, the nanomaterial Y3GaxAl5-xO12:Pr 1%(YAGG:Pr) was synthesized and characterized as a potential scintillating platform. The nanoparticles were subsequently coated with a porous silica (SiO2) shell and loaded with the photosensitizer protoporphyrin IX (PpIX), to develop the hybrid system YAGG:Pr@SiO2@PpIX. This composite demonstrated the ability to generate reactive oxygen species (ROS) under UV excitation, leading to cellular toxicity. The YAGG:Pr nanoparticles were synthesized via two different methods: combustion and sol-gel. With the latter providing superior morphological uniformity and particle homogeneity. Characterization was performed using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL), cathodoluminescence (CL) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). PL analysis revealed that the Y3Ga2Al3O12:Pr composition exhibited the highest emission in the UV-Vis region. TEM observations confirmed a hemispherical morphology and a homogeneous SiO2 coating approximately 23 nm thick. Luminescence studies indicated the occurrence of Förster resonance energy transfer (FRET) mechanism due to the good spectral overlap between the emission spectra of the YAGG:Pr core and the absorption spectra of PpIX at the Soret region. On the other hand, ROS production by YAGG:Pr@SiO2@PpIX was confirmed upon UV254 nm irradiation. Finally, cytotoxicity was evaluated by MTT assay in HepaRG, HSC, and Kupffer cell lines, the results showed that after dark incubation, cell viability remained over 70 %, which is the minimum requirement for biomedical applications.