Nanocorazas de oro obtenidas sobre una matriz de quitosano : estudios de fototermia actividad bactericida

Abstract

Las diferentes áreas de investigación, como la electrónica, mecánica, así como la biología y medicina, por mencionar algunas, han evolucionado gracias a la nanotecnología. En particular, la nanotecnología aplicada en el área de la biomedicina facilita la implementación de nuevos métodos de diagnóstico y tratamiento, para enfermedades que actualmente son difíciles de diagnosticar y tratar, a través del desarrollo de nanomateriales o nanodispositivos funcionales novedosos, aprovechando las distintas propiedades que presentan en la escala nanométrica. Por ejemplo, las propiedades ópticas y electrónicas de nanoestructuras metálicas, (oro, plata, platino, titanio) proporcionan una amplia gama de aplicaciones de diagnóstico por imagen (agentes de contraste de rayos-X, agentes de rastreo, terapia fototérmica (PTT, por sus siglas en inglés)) y tratamiento (terapia fototérmica y fotodinámica). Además, las propiedades fototérmicas y fotodinámicas pueden usarse para combatir diversos microorganismos patogénicos los cuales se ha convertido en un problema de salud a nivel mundial. En este trabajo se evaluaron las propiedades fototérmicas de nanopartículas núcleo-coraza y la capacidad de estas para eliminar microorganismos bacterianos. Las nanopartículas núcleo-coraza quitosano-oro (NpNC Qs-Au), se obtuvieron en dos fases. La primera fase consistió en la obtención de nanopartículas de quitosano (nativo y modificado con grupos tiol) mediante el método de gelificación ionotrópica, utilizando como agente entrecruzante tripolifosfato de sodio (TPP, por sus siglas en inglés). Las nanopartículas de quitosano (NpQs) se obtuvieron a distintas relaciones en peso/peso de TPP/Quitosano (1.2, 1.0, 0.8), además se varió el pH de las soluciones de quitosano (4.5-4.8) para obtener nanopartículas esféricas. Las NpQs se caracterizaron por dispersión dinámica de luz (DLS, por sus siglas en inglés) y microscopía de fuerza atómica (AFM, por sus siglas en inglés). La formación de la nanocoraza de oro sobre la superficie de las NpQs se realizó por el método mediado por semillas de oro. Se utilizó la espectroscopia de absorción UV-Vis para monitorear la formación de la coraza mediante el espectro de absorción de la resonancia del plasmón de superficie localizado (RPSL), la morfología se caracterizó por AFM y microscopia electrónica de barrido (SEM), por sus siglas en inglés). Las propiedades fototérmicas del nanosistema se evaluaron mediante el parámetro de eficiencia de conversión fototérmica. Posteriormente, la actividad antibacteriana por efecto de la fototermia se evaluó en dos cepas bacterianas Escherichia coli y Staphylococcus aureus. La evaluación de la viabilidad bacteriana dio como resultados la eliminación de aproximadamente el 99% de bacterias Gram negativas (Escherichia coli), mientras que la actividad frente a bacterias Gram positivas (Staphylococcus aureus) fue ineficiente, manteniendo la viabilidad en un 80%. Con estos resultados, el nanosistema presenta potencial para la aplicación de actividad antibacteriana mediante fototermia.