Efecto de superficies de zirconia mesoporosas sobre el crecimiento de Escherichia coli

TEBELE, FLORENCIA; PARIS, GASTÓN; ZELCER, ANDRÉS

CABA

Congreso; CaracterizAR 2020; 2020

IQUIMEFA-UBA-CONICET, Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA

Los óxidos mesoporosos de zirconio combinan alta superficie específica con alta estabilidad térmica 1 ,resistencia mecánica y biocompatibilidad, 2 lo que lo hace un material interesante para aplicacionesbiológicas. Al ser preparados en forma de películas delgadas, sirven como soportes y recubrimientos. 3Estos materiales son versátiles ya que se puede tanto cambiar la composición del óxido para darmateriales mixtos, como incluir otros materiales dentro de los mesoporos para dar lugar a materialescompuestos. De esta manera se puede modificar y ajustar las propiedades obteniendo un sistema queposee propiedades distintas que la de sus componentes individuales.En este trabajo, exploramos la influencia en el desarrollo de E. coli tanto del dopaje con cerio, como de lainclusión de nanopartículas de oro (NPs Au) dentro de los mesoporos de films 4 de ZrO 2 usados comosoporte. Los materiales mixtos zirconia ? ceria (Zr 1-x Ce x O 2 ) mantienen la estabilidad mecánica y químicade la zirconia incorporando la capacidad redox de la ceria. Esta característica lo hace interesante enprocesos biológicos, donde puede proteger del estrés oxidativo. 7 Por otro lado, aprovechando el aumentolocal de temperatura debido a la resonancia plasmónica, 5 las NPs Au pueden ser utilizadas en procesos deoptoporación 5 y como agente antibacteriano, 6 impidiendo la formación de biofilms.Los materiales se caracterizaron tanto desde el punto de vista estructural como en cuanto a su efecto enel crecimiento bacteriano. Hemos empleado microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar laestructura mesoporosa de los films y evidenciar las NPs Au incluídas en los poros, espectroscopía UV Visy reflectrometría de rayos X para determinar la presencia de Nps Au y cuantificar la cantidad de oroincluído en los mesoporos de los films, respectivamente.La adhesión bacteriana de E. coli sobre ambos tipos de superficies, se estudió en forma cruzada medianteincubación de suspensiones a 37°C, seguidos de cuantificación por observación directa (microscopía SEM)e indirecta (UFC/cm²). Si bien ambas técnicas dan información relacionada, no resultan equivalentes y suinterpretación debe ser realizada cuidadosamente.En el caso de las superficies de Au@ZrO 2 , hemos hallado que no existe una diferencia significativa decrecimiento entre las superficies mesoporosas de zirconia con (Au@ZrO 2 ) y sin oro (ZrO 2 ) cuando laincubación se realiza en oscuridad. Por el contrario, la presencia de luz funciona efectivamente como uninhibidor de la adhesión bacteriana en superficies con NPs Au, observándose una disminución deaproximadamente el 96% de la adherencia bacteriana sobre las superficies de Au@ZrO 2 .En el caso de las superficies de Zr 1-x Ce x O 2 , observamos que luego de la incubación a 37°C durante 24 horasno existen diferencias de crecimiento en comparación con superficies de zirconia pura, mostrando que eldopaje no afecta a la viabilidad bacteriana. La ausencia de efectos nocivos pudo ser comprobada hasta un50% molar de Ce, la proporción más alta estudiada.En un futuro evaluaremos el efecto antioxidante de las superficies que contienen ceria sobre E. coli, asícomo también la aplicación de las superficies Au@ZrO 2 como vectores de transfección (optoporación),mediante la aplicación de luz.