Preparación y Caracterización de Nanocompositos Quitosano-Cobre con Actividad Antibacteriana para aplicaciones en Ingeniería de Tejidos / Preparation and characterization of Copper Chitosan Nanocomposites with Antibacterial Activity for Applications in Tissue Engineering

RESUMEN

RESUMEN El presente trabajo describe la preparación de nanocompositos formulados a partir de quitosano (QS)/nanopartículas de cobre (nCu) con características antibacterianas y aplicación potencial en ingeniería de tejidos. Para ello, se prepararon nanocompositos mediante mezclado en solución asistido con ultrasonido con el objetivo de incrementar la dispersión de la carga nanométrica en el biopolímero. El análisis de FTIR demostró que la presencia de nCu en la matriz de QS favorece la interacción del nCu con los grupos amino/hidroxilo de la molécula del QS. Se determinó mediante UV-Vis que los nanocompositos QS/nCu presentan absorción asociada con la presencia de nanopartículas y la posible liberación de iones Cu2+ en medio líquido. Mediante AFM se determinó que el QS hidratado forma una malla con microporos, que puede favorecer la penetración de bacterias en el nanocomposito y su interacción con las nCu. Finalmente, se determinó el efecto antibacteriano del material al contacto con la bacteria Staphylococcus aureus, en donde se presenta una actividad antibacteriana superior al 90% entre los 90 y 180 min de interacción. Dichos resultados sugieren que es posible obtener nanomateriales antibacterianos biocompatibles para su posible aplicación en ingeniería tisular.

ABSTRACT

ABSTRACT The Present work describes the preparation of nanocomposites based on chitosan (QS)/copper nanoparticles (nCu) with antibacterial properties and potential application in tissue engineering. For this purpose, nanocomposites were prepared by solution blending with ultrasound assisted, aiming to increase the nanoparticles dispersion in the biopolymer. FTIR analyses demonstrates that nCu supported in QS increase their interaction of nanoparticles with amine/hydroxyl groups of QS molecule. UV-Vis analyses demonstrates that QS/nCu nanocomposites have an absorption signal associated with the presence of nanoparticles and the possible Cu2+ ions release in liquid media. AFM analyses shown that hydrated QS form a mesh with micro pores, improving the bacterial penetration and the direct contact with nCu. This behavior was corroborated by antibacterial assays, where QS/nCu nanocomposites shown an antibacterial activity higher than 90% between 90-180 minutes of interaction. Our results suggest that is possible to obtain combined antibacterial/biocompatible nanomaterials with potential application in tissue engineering.