Preparación y caracterización de recubrimientos antimicrobianos de tipo capa por capa (LbL) sobre titanio. Evaluación de la citotoxicidad

BUJAN, A; FAGALI NS; SCHILARDI PL

Bahía Blanca

Congreso; XXII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados Nano 2023.; 2023

Instituto de Química del Sur (INQUISUR) - UNS - CONICET

La segunda causa más frecuente de infecciones de sitio quirúrgico son los procedimientos ortopédicos [1], en los cuales puede darse la formación de biofilms microbianos sobre las superficies de los materiales implantables. Teniendo en cuenta que los recubrimientos del tipo LbL sobre biomateriales son una alternativa interesante para la administración local de medicamentos [2], buscamos desarrollar un recubrimiento LbL antimicrobiano sobre titanio (Ti) basado en el polisacárido aniónico alginato, el cual es biocompatible y biodegradable, con el agregado iones Ag(I) como agente antimicrobiano. Alternando incubaciones en soluciones de alginato, CaCl2 y Ag(I) se obtuvieron recubrimientos con distinto número de capas, Ti/[Alg/Ag(I)]n (n=nº de capas).Una vez obtenidos los recubrimientos, estos se caracterizaron mediante XPS y medidas de ángulo de contacto. Por otro lado, se analizó la capacidad antimicrobiana de las superficies frente a Staphylococcus aureus, el cual se encuentra en primer lugar de la lista de frecuencia de patógenos causantes de infecciones de sitio quirúrgico de la OMS [3]. Esto se realizó a través de recuento en placa de las bacterias adheridas a las superficies y microscopía confocal empleando el kit Live/Dead BacLightTM (Invitrogen). Adicionalmente, se evaluó la citotoxicidad mediante microscopía de epifluorescencia con tinción de naranja de acridina y ensayos de MTT, analizando la capacidad de adhesión y la viabilidad de dos líneas celulares diferentes (preosteoblastosMC3T3-E1 y fibroblastos L929). Asimismo, se realizaron ensayos de halo utilizando Preosteoblastos MC3T3-E1. Por último, se estudió la liberación de Ag mediante ICP-OES, de forma de relacionar estos resultados con el efecto antimicrobiano y citotóxico.A través de las medidas de XPS se evidenció la presencia de alginato, Ca y Ag sobre las superficies de Ti, lo que indica que se logró obtener los recubrimientos de forma exitosa. Adicionalmente, se determinó que las superficies funcionalizadas presentan una mayor hidrofilicidad que el Ti sin modificar. Los recubrimientos le otorgan al Ti actividad antimicrobiana, la cual no se ve incrementada al aumentar el número de capas realizadas (se ensayaron 1 y 5 capas). Esto concuerda con los resultados de liberación de Ag, en los cuales no se observaron diferencias significativas al variar el número de capas del recubrimiento. Por otro lado, se determinó que la Ag presente en las superficies recubiertas afecta negativamente la viabilidad de los preosteoblastos adheridos y esto depende del número de capas formado. Sin embargo, los iones Ag liberadosal medio no afectan notablemente la viabilidad de las células aledañas. Estos resultados indican que el recubrimiento diseñado es exitoso en cuanto a su capacidad antimicrobiana, sin provocar efectos negativos sobre células adyacentes al potencial implante, pero se deberán evaluar alternativas en la ruta de preparación para evitar el daño a las células que puedan adherirse al mismo.