Matrices de quitosano funcionalizadas con nanopartículas de cobre

Abstract

El quitosano (Q) es un polisacárido lineal formado predominantemente por unidades de glucosamina sintetizado a partir de la quitina. Una propiedad específica es su bioactividad y biocompatibilidad. En los últimos años se han desarrollado películas nanocompuestas incorporando nanopartículas metálicas (Np) como estrategia para mejorar las propiedades de materiales biodegradables. Los objetivos del presente trabajo fueron: i) sintetizar nanopartículas de cobre en polivinil pirrolidona (PVP), ii) formular nanocompuestos incorporando distintas concentraciones de nanopartículas a soluciones filmogénicas de quitosano, iii) estudiar las propiedades estructurales, de barrera y antimicrobianas de los nanocompuestos formulados. La correlación entre la concentración de nanopartículas de cobre y la absorbancia a 1650 o a 888 cm-1 mostró un ajuste satisfactorio, concluyéndose que el método de PLS sería útil para clasificar nuevas muestras del conjunto externo de predicción. Mediante el uso de métodos quimiométricos se logró la diferenciación rápida de los nanomateriales en grupos o clusters. La formación de una matriz interconectada por las interacciones establecidas entre el quitosano, el PVP y las nanopartículas explicarían los cambios evidenciados en la solubilidad y en las propiedades mecánicas de las matrices. Estos resultados demuestran que la inclusión de nanopartículas de cobre en películas biopoliméricas permitiría obtener materiales más hidrofóbicos y con mayor resistencia. Asimismo el efecto bacteriostático inhibitorio sobre S.aureus arrojó resultados promisorios para la implementación de estos nanomateriales como matrices antimicrobianas.

Chitosan is a linear polysaccharide formed predominantly by glucosamine units synthesized from chitin. A specific property is its bioactivity and biocompatibility. In recent years, nanocomposite films have been developed incorporating metallic nanoparticles (Np) as a strategy to improve the properties of biodegradable materials. The objectives of the present work were: i) to synthesize copper nanoparticles in polyvinyl pyrrolidone (PVP), ii) to formulate nanocomposites incorporating different concentrations of nanoparticles to filmogenic solutions of chitosan, iii) to study structure, barrier and antibacterial properties of the formulated nanocomposites. The correlation among copper nanoparticle concentrations and the absorbance at 1650 or at 888 cm-1 showed a satisfactory fit/ adjustment, concluding that PLS method would be useful to classify new samples of the external set of prediction. By means of the use of the chemometric methods, the rapid differentiation of the nanomaterials in groups or clusters was obtained. The formation of an interconnected matrix by the interactions established among chitosan, PVP, and the nanoparticles would explain the changes demonstrated in the solubility and in the mechanical properties of the matrices. These results confirm that the incorporation of copper nanoparticles to biopolymeric films would allow obtaining more hydrophobic and resistant materials. Likewise, the bacteriostatic inhibitory effect on S.aureus yielded promissory results for the implementation of these nanomaterials like antimicrobial matrices.