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Crean nanopartículas antibacterianas del mineral hidroxiapatita

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Las nanopartículas son el resultado de una investigación interesada en proponer una alternativa para atacar bacterias como la Escherichia coli, que generalmente se adquieren por consumo de alimentos contaminados y que son resistentes a antibióticos por ser gramnegativas, es decir que tienen membrana celular externa. Otra aplicación es en la inhibición del crecimiento de la bacteria Streptococcus mutans, que se adhiere a los dientes.

En estos casos las nanopartículas se podrían utilizar en recubrimientos de prótesis o brackets para “evitar la infección ocasionada por el microorganismo”. Así lo asegura la investigadora Jeniffer Stefany Caballero Sarmiento, estudiante de la Maestría en Ingeniería – Materiales y Procesos de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín.

Ella expone que una aplicación se daría en un biopolímero al que se le podrían incluir las nanopartículas para utilizarlas en un injerto óseo, como se utiliza la hidroxiapatita, que es un fosfato de calcio afín con la estructura de los huesos, lo que lo hace biocompatible, es decir aceptado por el cuerpo. La característica se potencia al incrustarle óxido de magnesio, que es antibacteriano.

“La razón para utilizar la hidroxiapatita, el óxido de magnesio y el platino fue la baja probabilidad de que con el tiempo presenten resistencia a las bacterias. Además, porque pueden soportar altas temperaturas o condiciones extremas”, explica la estudiante de maestría. Otro motivo es que no tienen altos grados de toxicidad como sí ocurre con la plata, el cobre o el hierro, que son los metales más estudiados.

nanoparticulas antimicrobianaUna ventaja de este desarrollo es que las nanopartículas se pueden liberar al localizarse o acumularse en algunas zonas tratando de inhibir bacterias. Aunque las nanopartículas pueden actuar por contacto, la investigación corroboró la efectividad al someterlas a irradiación con luz ultravioleta para activarlas.

Pese a que la actividad antibacteriana mejoró, no representó una diferencia notable, por lo que este proceso no resultaría fundamental, debido a que exponer las personas a ese tipo de radiación podría desencadenar otro tipo de perjuicios. El método usado para obtener las nanopartículas se denomina hidrotermal, el cual se hace a temperaturas superiores a 100 °C y a altas presiones, en este caso de más de una atmósfera. Se utilizaron condiciones de 170 °C: “es un reactor pequeño, como una olla a presión”, expone la investigadora.

A este recipiente se llevaron emulsiones de mezcla de una base oleosa con agua y agentes químicos (surfactantes) con el fin de integrarlos y obtener estructuras con tamaños adecuados para las nanopartículas.

Para obtener la hidroxiapatita se utilizaron reactivos que contienen el ion de calcio y de magnesio, manteniendo relación en las cantidades de ambos con el fin de obtener el producto. En este procedimiento se tuvo en cuenta el pH de la mezcla, que debió ser de 10.

Para probar la capacidad antibacteriana de las nanopartículas, el estudio utilizó el método de difusión por disco, el cual incluyó tres etapas: en la primera se disolvieron las nanopartículas en diferentes concentraciones, se depositaron en papeles de filtro y se llevaron a un medio de cultivo en los que estaban las bacterias Escherichia coli y Streptococcus mutans.

Allí se dejaron durante 24 horas, se midieron las formaciones de halos (anillos transparentes) alrededor de los papeles de filtro y se analizó su actividad bactereostática, lo que significa la inhibición de crecimiento de bacterias por no observarse formación de colonias de los microorganismos.

La investigadora explica que “las nanopartículas con propiedades antibacterianas convencionales como las de hidroxiapatita y plata presentan halos de entre 11 y 13 milímetros; las nanopartículas trabajadas en la investigación presentaron halos de máximo 13,8 milímetros, lo que indica que pueden ser potencialmente funcionales”.

Otra manera de establecer la efectividad del material creado fue con pastillas hechas con las nanopartículas, para lo que se usaron en moldes de diferentes tamaños, dado que se buscó indagar por las concentraciones óptimas para que el material hiciera efecto; el mejor resultado se logró con las de 10 milímetros.

La estudiante de maestría concluye que aunque el material se debe mejorar, un paso importante es haber probado que puede ser aplicable.

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