Estudio del comportamiento antibacteriano de AgNPs anisotrópicas

PISTONESI, DENISE B.; FEDERICO BELÉN; CENTURION, MARÍA E.; SICA, MARÍA GABRIELA; MESSINA, PAULA V.

Bahía Blanca

Congreso; XXII Encuentro de superficies y Materiales Nanoestructurados; 2023

Universidad Nacional del Sur

Los nanomateriales han adquirido una creciente importancia en diversos campos científicos y tecnológicos debido a sus propiedades únicas y versatilidad en aplicaciones especializadas. Entre estos nanomateriales, las nanopartículas de plata (AgNPs) han despertado un gran interés debido a su capacidad para absorber radiación en la región del infrarrojo cercano (NIR) y sus propiedades antibacterianas. El estudio y caracterización de las AgNPs son fundamentales para comprender y aprovechar plenamente su potencial en aplicaciones médicas. En particular, el desempeño de las AgNPs está estrechamente relacionado con sus características fisicoquímicas, como el tamaño, la forma y la composición superficial. En este contexto, se ha desarrollado una metodología versátil para la síntesis y modulación de las propiedades de las AgNPs, permitiendo controlar las etapas críticas de la síntesis y obtener características fisicoquímicas que derivan en aplicaciones específicas. La nanosíntesis fue llevada a cabo utilizando la metodología automatizada Flow-Batch, empleando una sal de plata como precursor y glucosa como agente reductor [1]. Se sintetizaron nanopartículas anisotrópicas de diferentes morfologías. Se analizó la capacidad de conversión fototérmica de las AgNPs, observando que la temperatura de las dispersiones de las nanopartículas aumenta con el tiempo de exposición a la radiación NIR, lo que demuestra su capacidad para inducir un efecto fototérmico. Se estableció una relación lineal entre la concentración de AgNPs y el aumento de la temperatura, lo que proporciona una base racional para determinar los regímenes de dosificación óptimos. Por otro lado, se realizó una determinación cualitativa utilizando el método de difusión de Kirby-Bauer modificado, y se llevó a cabo un estudio bacteriostático para establecer la concentración inhibitoria mínima (CIM) utilizando el método de dilución en caldo estándar. Para dichos estudios fueron utilizadas cepas bacterianas Gram-negativas y Gram-positivas. Además, se evaluó la aptitud fotoquímica de las AgNPs ensayando la generación de radicales centrados en el oxígeno (O2 ?−) en dispersiones acuosas. Se utilizó luminol como agente sensible a especies de oxígeno reactivo (ROS) y se observó la señal de quimioluminiscencia (CL) tras reaccionar con H2O2 altamente amplificada por el efecto catalítico de las AgNPs. Comparado con el blanco, el sistema luminol/ H2O2 catalizado, emite una señal CL más intensa que está linealmente relacionada con la cantidad de AgNPs presentes. Las AgNPs con el tamaño de distribución más pequeño y uniforme (AgNPs de forma esférica) muestran la mayor capacidad catalítica en consonancia con una mejor relación señal / área superficial y el favorecimiento de efectos de superficie frente a los de volumen. Este efecto también se ha observado en las AgNPs de forma prismática y hexagonal de mayor tamaño, ya que sus áreas superficiales activas disminuyen con el tamaño de partícula, y la eficiencia catalítica disminuye consecuentemente. Sin embargo, a pesar de tener un tamaño similar, las AgNPs en forma de prisma muestra una mayor capacidad catalítica que las AgNPs de forma hexagonal, lo que indica que otro parámetro desempeñaba un papel en la manifestación de este efecto. En este sentido, las AgNPs han mostrado propiedades antibacterianas selectivas, inhibiendo el crecimiento y la proliferación de diversas cepas bacterianas. Estos efectos antibacterianos se atribuyen a mecanismos como la liberación de iones de plata (Ag+), la generación de estrés oxidativo y la interacción física con las bacterias. Se puede concluir, que la modulación exitosa de las características de las AgNPs permite el desarrollo de nanoplataformas con propiedades específicas, como absorción de resonancia de plasmones de superficie localizada (LSPR) activables por NIR, capacidad de conversión fototérmica y propiedades antibacterianas selectivas. Estos avances son prometedores para satisfacer las demandas de terapias biomédicas personalizadas en el futuro.