Actividad inhibitoria de películas modificadas con cobre y nanopartículas de plata frente a bacterias gram positivas y gram negativas

Abstract

El acero inoxidable 316L (AI 316L) se ha convertido en el material metálico más utilizado para aplicaciones biomédicas debido a su biocompatibilidad, bajo costo y excelente resistencia a la corrosión. Dentro de las complicaciones que pueden sufrir los receptores de implantes biomédicos, podemos destacar el riesgo de infección y posterior rechazo del mismo. Una de las estrategias para prevenir la infección es modificar y funcionalizar la superficie del implante mediante la inmovilización de especies metálicas, confiriéndole así propiedades antibacterianas. Se ha demostrado que tanto especies de Ag como de Cu pueden ser inmovilizadas efectivamente en una matriz microtubular de polipirrol (PPy) dopada con Salicilato (Sa) con un gran área superficial y que ambos iones se liberan de los recubrimientos. En este trabajo se ensayó la actividad antibacteriana de películas de PPy electrosintetizadas sobre AI 316L y modificadas con especies de Ag y Cu (AgNPsCu-PPy-Sa) sobre Escherichia coli ATCC 25922, E. coli 0157:H7 EDL 933, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Listeria monocytogenes ATCC 7644 y otras 20 cepas de E. coli, S. aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica y L. innocua aisladas de alimentos, aguas y humanos. El PPy se electrodepositó sobre AI 316L a partir de una solución constituida por 0,25 M de Py + 0,5 M salicilato de sodio + 0,1 M CuSO4·5 H20. Posteriormente, sobre el polímero modificado con Cu, se electrosintetizaron las AgNPs mediante un doble pulso de potencial a partir de una solución conteniendo 0,01 M AgNO3 y 0,1M KNO3, obteniéndose nanopartículas con un tamaño aproximado de 500 nm distribuidas de manera homogénea sobre la superficie microtubular del PPy. La actividad antimicrobiana de las AgNPs-Cu-PPy-Sa fue evaluada utilizando una técnica de difusión en agar adaptada de Kirby-Bauer, para la cual se realizó una suspensión bacteriana con solución salina estéril hasta obtener una turbidez equivalente al 0,5 de McFarland. Posteriormente, se hisoparon placas de agar Müeller Hinton y se depositaron por duplicado en la superficie las AgNPs-Cu-PPy-Sa y el correspondiente control PPy-Sa. Los halos de inhibición se midieron luego de 24 h de incubación a 35 °C. El 96% de las cepas ensayadas presentaron sensibilidad a la combinación de Cu con AgNPs. El rango de inhibición para las cepas de S. aureus fue de 2 a 12 mm y para las cepas de E. coli fue de 2 a 8 mm. Pseudomonas aeruginosa y S. enterica presentaron halos de inhibición de 6 mm y L. innocua de 9 mm. No se observó actividad inhibitoria frente a L. monocytogenes. Estos resultados sugieren que los recubrimientos de AgNPs-Cu-PPy-Sa tienen actividad antibacteriana frente a los microorganismos ensayados. Aunque no se ha evaluado el efecto tóxico/citotóxico del ión Ag, se ha propuesto que las AgNPs se encuentran estabilizadas y modulan la liberación de Ag+ cuando se encuentran formando parte de un recubrimiento, favoreciendo así una baja toxicidad/citotoxicidad. En particular, se observó que superficies modificadas con PPy y AgNPs de un tamaño entre 50-500 nm inhibieron el crecimiento de bacterias Gram positivas y Gram negativas sin presentar efectos citotóxicos (según los requerimientos ISO 10993-5).