Hidrogeles de colágeno cargados con nanopartículas de plata y aceite de Cannabis sativa

ANTEZANA PABLO EDMUNDO; MUNICOY, SOFIA; PEREZ, CLAUDIO; DESIMONE MARTIN F

Workshop; Fronteras en Nanobiotecnología III; 2022

Las heridas dérmicas representan un problema sanitario importante, especialmente en las infecciones hospitalarias en las que a menudo están implicadas cepas resistentes a múltiples fármacos. Hoy en día, los biomateriales con moléculas terapéuticas juegan un papel activo en la cicatrización de heridas y la prevención de infecciones.Los biomateriales a base de colágeno son ampliamente utilizados para tratar las heridas ya que el colágeno favorece la cicatrización de las mismas. Sin embargo, los hidrogeles de colágeno son mecánicamente frágiles. En este contexto, las nanopartículas pueden funcionar como rellenos inorgánicos y contribuir a mejorar las propiedades mecánicas de los hidrogeles.Las nanopartículas metálicas se han utilizado ampliamente en el diseño de biomateriales, principalmente debido a su actividad antimicrobiana. En este sentido, las nanopartículas de plata (AgNPs) son conocidas por su actividad antimicrobiana, incluidas las bacterias resistentes a los antibióticos. El mecanismo de la actividad antimicrobiana de la plata implica la acción sobre múltiples objetivos, esto dificulta la aparición de cepas resistentes.Alternativamente, productos naturales como los extractos obtenidos de plantas surgieron como verdaderos candidatos en las terapias locales de cicatrización de heridas, debido a sus propiedades antioxidantes, antimicrobianas y antiinflamatorias. Cannabis sativa L. (cáñamo) es una planta de la familia Cannabaceae. Trabajos recientes demostraron la eficacia de las terapias a base de Cannabis para tratar el dolor, la inflamación y la cicatrización de heridas.En este trabajo se describe el desarrollo de hidrogeles de colágeno cargados con nanopartículas de plata y extracto de aceite de Cannabis sativa con el objetivo de lograr un biomaterial con múltiples propiedades, desde capacidad antimicrobiana y antioxidante hasta la estimulación de cicatrización de heridas tisulares.En primer lugar, se sintetizaron y caracterizaron las AgNps. Las propiedades ópticas de las suspensiones de AgNps fueron estudiadas por espectroscopía de UV-visible, pudiendo observar el plasmón de superficie distintivo de las AgNPs con un máximo alrededor de los 400 nm. Su morfología se estudió por medio de microscopía electrónica de transmisión (TEM). El análisis de la distribución de tamaño mostró nanopartículas esféricas, no aglomeradas con un diámetro predominante de 10 y 15 nm.Por otro lado, el colágeno se obtuvo a partir de colas de rata y los geles (Col) se prepararon exponiendo la solución ácida de colágeno en una atmósfera de amoniaco. Para obtener geles antimicrobianos, las AgNps fueron añadidas a los geles (Col-AgNps). La microestructura de Col y de los biocompósitos Col-AgNPs fue analizada por microscopía electrónica de barrido (SEM). Se observó que las AgNPs se mantienen unidas a las fibras de colágeno y se esparcieron por todo el material luego de haber sido adsorbidas en los geles.Las propiedades mecánicas y la estabilidad de Col-AgNps también fueron estudiadas a temperatura corporal (37 ºC). Se determinó que Col-AgNPs era 2 veces más elástico que Col, y más estable frente a la degradación de la colagenasa. Luego, se evaluó el efecto antimicrobiano de Col-AgNPs en función del tiempo. Como resultado, el compósito presentó actividad bactericida superior a los 7 días contra P. aeruginosa (Gram-negativa) y S. aureus (Gram-positiva).La incorporación del aceite de Cannabis sativa al hidrogel (Col-CS-AgNPs) mejoró con éxito la biocompatibilidad y la actividad antimicrobiana de Col-AgNPs. Además, Col-CS-AgNPs presentó elevada capacidad antioxidanteEn conclusión, estos resultados sugieren que este nuevo biomaterial nanocompuesto es una alternativa prometedora a los tratamientos comunes de infecciones y cicatrización de heridas.