Nanopartículas de plata con potenciales aplicaciones en materiales implantables: síntesis, caracterización fisicoquímica y actividad bactericida

Abstract

El objetivo general del presente Trabajo de Tesis fue la preparación y caracterización de superficies sólidas modificadas con nanopartículas de plata con potenciales aplicaciones en Biomedicina. Para esto se optimizó el método de síntesis de nanopartículas de plata (NPs Ag) recubiertas con citrato, obteniendo NPs Ag monodispersas de 6 ± 2 nm de diámetro recubiertas con citrato y estables en medios acuosos. Asimismo, se estudió la inmovilización de estas NPs Ag sobre superficies de Ti/TiO<SUB>2</SUB>, encontrándose que las mismas se adsorben espontáneamente sobre dichas superficies como resultado de la inmersión del sustrato en la dispersión acuosa de NPs. Se analizó el efecto antimicrobiano de estas NPs Ag sobre bacterias Gram (-) (Pseudomonas aeruginosa) y bacterias Gram (+) (Staphylococcus aureus), tanto en dispersión como inmovilizadas sobre los sustratos antes mencionados. Asimismo, se estudió la citotoxicidad de las NPs Ag sobre células osteoblásticas. La caracterización de los sistemas se realizó por diferentes técnicas fisicoquímicas: microscopía de fuerzas atómicas (AFM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía óptica de epifluorescencia, espectroscopías de UV- visible y de fotoelectrones de rayos X (XPS) y medidas de absorción atómica. Los resultados permiten concluir que las NPs Ag preparadas poseen una alta capacidad bactericida, ya que se produce una mortandad del 99,9% con sólo pequeñas dosis de las mismas. Los estudios realizados con células osteoblásticas permitieron concluir que la concentración mínima de Ag total presente en las NPs Ag necesaria para erradicar ambas bacterias ensayadas no genera efectos citotóxicos en dichas células. En cuanto a los sustratos de Ti/TiO<SUB>2</SUB> modificados con NPs Ag, éstos demostraron ser eficaces para inhibir la formación de biofilms de ambas bacterias (Pseudomona aeruginosa y Staphylococcus aureus). Asimismo, se halló que el efecto bactericida producido por las NPs Ag adsorbidas es similar al causado por un sustrato de Ag masivo, indicando que muy pequeñas dosis de plata adsorbidas sobre la superficie son suficientes para producir este efecto. El agregado de levofloxacina (un antibiótico de amplio espectro) a los sustratos de Ti/TiO<SUB>2</SUB> modificados con NPs Ag produjo un efecto sinérgico en el caso de Staphylococcus aureus, mientras que para Pseudomona aeruginosa sólo se encontró efecto aditivo. El uso de un antibiótico podría constituir una estrategia adicional para potenciar el efecto bactericida de las superficies modificadas con NPs Ag. Finalmente, se debe destacar la importancia de los resultados de este trabajo en relación a los materiales implantables. El método desarrollado para modificar las superficies de titanio, un material ampliamente utilizado en implantes, biocompatible y con una alta resistencia a la corrosión, es rápido, sencillo y de bajo costo, pudiendo implementarse en cualquier entorno clínico y sin la necesidad de contar para ello con personal altamente capacitado.