Potencial de nanopartículas de plata inmovilizadas mediante la técnica de ultrasonido recubiertas en corcho granular como agente microbiano

Abstract

Las nanopartículas de plata (AgNPs) han sido ampliamente usadas en las últimas décadas gracias a sus aplicaciones en áreas como la catálisis y la medicina. En catálisis, los principales focos de estudio se basan en la oxidación de compuestos como metanol y etanol, como propuesta para un posible método de obtención de hidrógeno molecular. En cuanto a las aplicaciones médicas, se ha probado que las AgNPs pueden reducir significativamente muchas infecciones bacterianas. Con este tipo de nanopartículas se han realizado estudios de actividad antibacterial con bacterias como Streptococcus mutans, Escherichiacoli y Staphylococcus aureus. Entre los métodos usados para sintetizar estos materiales se destacan: la reducción química y la síntesis ultrasónica. La primera de ellas requiere poco instrumental y es relativamente económica, mientras que la segunda presenta algunas ventajas sobre los otros métodos debido a la sencillez en cuanto al control de las variables de síntesis, y la posibilidad de controlar eficientemente fenómenos de nucleación, crecimiento y velocidad de reacción, mediante la modificación de variables experimentales como el potencial eléctrico y la densidad de corriente. En el proceso de síntesis, independiente de cuál sea, juega una vital importancia el tipo de sistema usado para la síntesis (electrolitos, surfactantes, solventes, etc), así como la velocidad a la que se lleve a cabo la reacción. Para el caso de la síntesis mediante reducción química, el tipo de agente reductor es una de las variables a tener en cuenta, así como el tipo de agente estabilizante que se use. Para el caso de la reacción electroquímica para la síntesis de AgNPs depende de variables como la densidad de corriente, el electrolito y los electrodos usados y el tiempo de reacción. Teniendo en cuenta lo anterior, en el presente trabajo se planteó como objetivo principal, sintetizar AgNPs por método ultrasónico y mediante reducción química en pro de evaluar diferentes aplicaciones de estos materiales las áreas de catálisis así como en el área de la biomedicina, como agente antimicrobiano. Para esto, esta investigación se centró en primera instancia, en la puesta a punto de un método de síntesis química, basados en los reportes de la literatura, usando como agente reductor borohidruro de sodio (NaBH4) y en presencia de diferentes polímeros cuya función era la de estabilizar y modificar superficialmente las AgNPs. Por otra parte, se realizó también un método ultrasónico para la síntesis de AgNPs, usando un sistema de electrodo en el que se evaluó el efecto de la sonificación, la temperatura de síntesis y el tiempo de exposición en el sistema. Los materiales sintetizados fueron caracterizados mediante DLS, TEM y espectrofotometría UV-Vis. Se correlacionó la relación entre la carga obtenida y la concentración de AgNPs así como la relación entre diferentes parámetros obtenidos por UV-Vis con el tamaño de partícula medido por DLS y por TEM. Los materiales obtenidos presentaron buenas características en cuanto a su morfología y su distribución de tamaño de partícula, obteniéndose en todos los casos, diámetros inferiores a 100 nm. Se evaluó la actividad antimicrobiana de AgNPs en suspensión frente a diferentes microorganismos de interés, y se probó la viabilidad para inmovilizar AgNPs sobre residuos de corcho. Los materiales obtenidos presentaron un buen desempeño en cuanto a la actividad antimicrobiana, obteniéndose concentraciones mínimas inhibitorias inferiores a 1 mg/L de AgNPs en suspensión e inhibición de hasta 90% cuando éstas se inmovilizaron sobre corcho.