Estudio de la actividad fotocatalítica de superficies nanoestructuradas de dióxido de titanio con agregados de plata con potenciales aplicaciones antibacterianas

CAJIAO CECCHIN, VALENTINA C.; FAGALI, NATALIA S.; LIEBLICH, MARCELA; CACCIARI, R. DANIEL; CAREGNATO, PAULA; FERNÁNDEZ LORENZO, MÓNICA A.

Río Cuarto

Congreso; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

El Ti y sus aleaciones son extensamente utilizados en el campo de la odontología y la ortopedia debido a sualta resistencia a la corrosión, apropiadas propiedades mecánicas y muy buena biocompatibilidad. Enparticular las nanoestructuras de dióxido de titanio, con agregado de metales nobles como por ejemplo laplata (Ag), podría favorecer la reducción de la adhesión bacteriana y generar superficies con propiedades antibiofilm,en presencia de irradiación. La presencia de Ag en las nanoestructuras podría favorecer la captura delos electrones fotoinducidos retardando la recombinación de cargas.Para adicionar Ag a las nanoestructuras de dióxido de titanio se diseñó un método electroquímico. Con esepropósito se pulieron a espejo discos de Ti grado 2 (DTi) y se anodizaron a 15V en dos ciclos de 2h cada unoen una solución de HF/H3PO4/H2O para obtener superficies de Ti nanoestructuradas (Ti-NT15V), utilizandocomo contraelectrodo (CE) grafito. Posteriormente, los Ti-NT15V se anodizaron a 0.8V utilizando comoelectrolito una solución acuosa de AgNO3 y como CE platino, generando así superficies Ti-NT15V-Ag. Porúltimo, se calcinaron las muestras a 400°C.Con el fin de realizar la caracterización microestructural de las superficies se obtuvieron imágenes de lasmuestras por microscopia óptica (MO), en las cuales se observó que las superficies Ti-NT15V-Ag presentabanzonas oscuras que no se observaron en la muestra Ti-NT15V, que estarían relacionadas al paso de anodizadocon AgNO3. Por microscopía electrónica de barrido (SEM) se confirmó la formación de nanotubos, de diámetrointerno de aprox. 53,6nm y externo de 96,2nm. Se constató mediante SEM-EDS y utilizando electronesretrodispersados, que la Ag se incorporó en la muestra Ti-NT15V-Ag en forma de parches sobre el borde delas bocas de los NT.De los ensayos de Espectroscopía de Reflectancia Difusa (DRS), se calcularon los band gap de las superficies.Los resultados fueron de 3,5eV para Ti-NT15V y Ti-NT15V-Ag y de 3,3eV para DTi. Además, en la muestra Ti-NT15V-Ag se observó un aumento en la absorbancia en el intervalo de 250-600nm en los espectros DRS,respecto a Ti-NT15VPara evaluar el efecto de la generación de especies reactivas por irradiacion con luz sobre la superficie de lasnanoestructuras, se estudió la actividad fotocatalítica a través de ensayos de degradación de Azul de Metileno(AM). Para esto se monitoreo la disminución de la absorbancia a 664nm por un período de 4 horas, utilizandoel equipo Rayonet con una disposición radial de 8 lámparas con longitud de onda de excitación de 350nm. Alrealizar los ensayos se obtuvieron tasas de degradación de 45 y 58%, para los fotocatalizadores de Ti-NT15V yTi-NT15V-Ag, respectivamente, confirmando la mayor actividad fotocatalítica en las muestras Ti-NT15V-Ag.Podemos concluir que se lograron desarrollar superficies nanoestructuradas con actividad fotocatalítica y quela presencia de Ag en las estructuras favorece la degradación del colorante en el tiempo estudiado. Debido alinterés que presentan estas estructuras en medicina/odontología por su potencial actividad antimicrobiana,se prevé la realización en un futuro próximo de ensayos con bacterias.