Adsorción de fitocompuestos fenólicos sobre materiales implantables de titanio: evaluación de la actividad antimicrobiana

Abstract

El titanio (Ti) y sus aleaciones se encuentran entre los materiales implantables másutilizados como prótesis permanentes de cadera, rodilla e implantes dentales. Sin embargo, lacreciente incidencia de infecciones bacterianas en dispositivos implantables evidencia la necesidadde desarrollar superficies antimicrobianas que reduzcan la formación de biofilms bacterianos [1].Como agravante, el uso indiscriminado de agentes antimicrobianos en la salud humana ha facilitadoel desarrollo de microorganismos multiresistentes a las terapias antibióticas convencionales. Enconsecuencia, se han propuesto nuevas estrategias para combatir este problema como por ejemplo elempleo de agentes antimicrobianos no convencionales tales como los fitocompuestos fenólicos (FF)[2].Los FF se encuentran ampliamente disponibles en desechos de la industria agrícola,presentan propiedades antibacterianas y son capaces polimerizar o adsorberse sobre superficiesmetálicas, confiriendo a las mismas efectos antimicrobianos [3]. El objetivo del presente trabajo esevaluar la adsorción de diferentes FF sobre la superficie de Ti y su posible efecto antibacteriano.Para dicho fin se utilizaron: 1) discos de Ti grado 2 de 1 cm de diámetro y 2) timol (TOH) ycarvacrol (Carv) puros como FF a adsorber. La adsorción de los FF se realizó por simple inmersióndurante 24 horas de los discos de Ti en soluciones de los diferentes FF disueltos en H2SO4 0.5M.Seguidamente, los discos de Ti fueron lavados con agua y se procedió a realizar espectroscopíainfrarroja (FTIR-ATR) para detectar la adsorción de los FF. En la Figura 1 se muestran losespectros obtenidos para el TOH (AdTiTOH) y Carv (AdTiCarv) adsorbidos sobre Ti. Ambosespectros son similares a los obtenidos por timol y carvacrol puros, lo cual confirma la adsorciónsobre el Ti.Con el fin de determinar la actividad antimicrobiana del AdTiTOH y AdTiCarv se realizó elensayo del halo inhibición en agar. Para ello, se empleó como microorganismo modeloStaphylococcus aureus debido a que es uno de los principales patógenos causantes de infeccionesen implantes metálicos. El ensayo consistió en inocular (106 bacterias) de S. aureus en placas dePetri con agar nutritivo y distribuirlas en toda la superficie con hisopo estéril. Luego, los discos deTi con timol y carvacrol adsorbidos fueron previamente lavados con el propósito de eliminar de lasuperficie del Ti aquellas moléculas que no estuvieran fuertemente adsorbidas. Los lavados serealizaron en tres soluciones distintas (agua, PBS y caldo nutritivo) para evaluar si había diferenciasen la desorción de las moléculas débilmente adsorbidas sobre el Ti. A continuación, los discos deAdTiTOH y AdTiCarv se colocaron en el centro de las placas y se incubaron en estufa a 37ºCdurante 24 horas. Finalmente, se procedió a determinar los radios de inhibición, los cuales sedetallan en la Tabla 1. En virtud de estos resultados se puede observar que ambas superficiesantimicrobianas, AdTiTOH y AdTiCarv, poseen un fuerte efecto inhibidor del crecimientomicrobiano. Asimismo el efecto inhibidor observado en los sustratos es similar independientementedel tratamiento de lavado realizado, indicando la inexistencia de desorción preferencial defitocompuestos. Se concluye que la adsorción de timol y carvacrol sobre la superficie de Ti es unprocedimiento sencillo y eficiente para conferir a dicho metal actividad antimicrobiana. En unfuturo próximo se continuarán realizando ensayos con el objeto de evaluar si existe inhibición de laadherencia bacteriana y por lo tanto de la formación de biofilms sobre las superficies AdTiTOH yAdTiCarv y valorar el posible empleo de estos sistemas antimicrobianos en aplicacionesbiomédicas