NANOESTRUCTURAS BASADAS EN NANOTUBOS DE ÓXIDO DE TITANIO Y NANOPARTÍCULAS METÁLICAS PARA LA PREVENCIÓN DE LA FORMACIÓNDE BIOFILMS BACTERIANOS SOBRE MATERIALESIMPLANTABLES

CAJIAO CHECCHIN, VALENTINA CHIARA; FERNÁNDEZ LORENZO, MONICA; GONZALEZ, MONICA

Encuentro; EBEC UNLP; 2020

El Ti y sus aleaciones son extensamente utilizados en el campo de la odontología y la ortopedia debido a su alta resistencia a la corrosión, adecuadas propiedades mecánicas y buena biocompatibilidad. Sin embargo, la osteointegración de estos implantes puede fracasar debido a la colonización bacteriana sobre susuperficie. Las infecciones bacterianas en dispositivos médicos son un problema en expansión debido a la prevalencia creciente de resistencia de las bacterias a las terapias antimicrobianas convencionales. Las propiedades superficiales del biomaterialejercen gran impacto sobre la adhesión de microorganismos, de esto surge que, entre los desafíos actuales, se encuentre el desarrollo de superficies que eviten dicha colonización. El objetivo del presente plan es prevenir la formación de biofilms bacterianosen implantes de titanio mediante la generación superficial de nanotubos de titanio (TiO2-NTs) y derivados decorados con nanopartículas metálicas de Agy/o Au (M@TiO2-NTs) con actividad fotocatalítica. Con ese propósito se sintetizarán TiO2-NTs sobre la superficie de Ti mediante procesos de anodización electroquímica. Se evaluará la influencia del electrolito, potencial, tiempo ytemperatura de tratamiento sobre el grado de ordenamiento, diámetro y cristalinidad delos NTs obtenidos, que serán caracterizados mediante distintas técnicas tales como TEM, SEM, XRD, XPS, EDS, CAM. Posteriormente los sustratos seleccionados se decoraráncon nanopartículas de Agy/o Au (M@TiO2-NTs) y se evaluará el efecto de las propiedades de los sustratos sin/con modificaciones superficiales sobre la viabilidad de Staphylococcus aureus (patógeno de gran relevancia clínica por su resistencia a las terapias antimicrobianas) ysobre la biocompatibilidad en modelos celulares eucariotas apropiados (por ej. MC3T3-E1). Seguidamente se evaluará la actividad fotocatalítica delos recubrimientos M@TiO2-NTs utilizando como modelo la degradación de colorantes como el azul de metileno o naranja de metilo a distintas longitudes de onda de irradiación. Se investigará finalmente la capacidad anti-biofilm y antibacteriana de M@TiO2-NTs irradiadas a diferentes longitudes de onda en el UV-Vis en cultivos de células procariotas yeucariotas, ya que en las superficies generaran especies reactivas de oxígeno (ROS) que pueden interaccionar con la pared celular, interrumpir la duplicación de las células y/o conducir a la muerte bacteriana. Sobre dichos cultivos se evaluará la morfología, viabilidad,adhesión, proliferación, actividad de fosfatasa alcalina y genotoxicidad en los casos que correspondan. Finalmente se estudiará el posible efectosinérgico de la utilización de M@TiO2-NTs e irradiación junto con la terapia antimicrobiana convencional frente alos dos tratamientos efectuados en forma independiente para seleccionar el tratamiento que brinde lamenor adhesión bacteriana/mayor acción antimicrobiana y la mejor biocompatibilidad y biofuncionalidad al implante.Multimediahttp://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/114185