Mejoramiento de la Síntesis de Nanopartículas de Plata a partir del Hongo Ligninolítico Anamorfo R1 de Bjerkandera sp y su Evaluación para Aplicación en Apósitos

RESUMEN: Las nanopartículas de plata (AgNPs), se exploran para aplicaciones médicas por su biocompatibilidad. En esta investigación se evaluó la enzima nitrato reductasa (NR) generada por el hongo anamorfo R1 de Bjerkandera sp, como medio para sintetizar nanopartículas de plata (AgNPs). Se estudiaron 3 métodos de producción de AgNPs biorreducción de iones de plata en el sobrenadante del cultivo (mezcla CS), biorreducción de iones de plata por absorción de átomo de plata en los micelios-pellet (Muestra MP), y biorreducción de iones de plata a partir del sedimento de micelio- pellet (Mezcla SN). Posteriormente, las AgNPs se usaron para producir biopelículas con actividad antimicrobiana. En cuanto a la síntesis de las AgNPs se observó que el pH al cual se ajustaron las diferentes soluciones y la temperatura de incubación influyeron positivamente sobre comportamiento del hongo anamorfo R1 de Bjerkandera sp tanto para para la síntesis intra como extracelular de AgNPs. Se observó para un pH de 9.0 y a una temperatura de 35 °C distribuciones de partículas bien definidas con un tamaño aproximado de 10-50 nm; estos resultados se obtuvieron para un tiempo de reacción con AgNO3 1mM de 144 h. A partir de la cinética de producción enzimática y los análisis espectrofluorométricos reportados para la síntesis de AgNPs (mezcla CS) se pudo clarificar que posiblemente la enzima nitrato reductasa no está directamente relacionada con el proceso de síntesis empleando este hongo ligninolítico. Mediante análisis de espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y microscopia electrónica de transmisión (TEM) se pudo comprobar que residuos de proteínas que se encuentra en la superficie del micelio o grupos funcionales químicos se desprendieron más fácil sobre las mezclas CS y SN cuando el hongo fue sometido a mayores tiempos de producción del inóculo (8 días); facilitando la síntesis de AgNPs, reportandose un tamaño aproximado de partícula entre 10-50 nm. Se sugiere en esta investigación que residuos de proteína de tirosina probablemte bajo estas condiciones (pH 9.0 y temperatura de incubación de 35 °C) actuaron como intermediarios en el proceso de reducción del ion Ag+ en la solución o en la superficie del micelio en nanopartículas Ag0. Las biopelículas de quitosano y carboximetilcelulosa suplementadas con AgNPs (CS-CMC-AgNPs) sintetizadas a partir de este hongo no modificaron la estructura química de los biopolímeros y se dispersaron uniformemente en la superficie de la película formando aglomerados. Estas biopelículas exhibieron fuerte actividad antimicrobiana frente a la bacteria Escherichia coli, una excelente viabilidad celular tratándose con fibroblastos de piel humana y buenas propiedades mecánicas comparables con la resistencia a la tracción reportada para el tejido de la piel, sugiriendo que la adición de AgNPs sintetizadas biológicamente en estas matrices poliméricas pueden mejorar la biocompatibilidad y las propiedades mecánicas de dicho compuesto, lo que los convierte en una herramienta ideal para la fabricación de nuevos apósitos para heridas

Preparation of carrageenan biofilms mixed with silver nanoparticles by biological synthesis method

RESUMEN: El mejoramiento de las propiedades antimicrobianas en nanopartículas de plata (AgNPs) depende del revestimiento, tamaño y forma, por tanto en la síntesis y producción de estas se hace necesario implementar técnicas que permitan mejorar sus características morfológicas y fisicoquímicas. En esta investigación se sintetizaron AgNPs mediante el hongo ligninolítico anamorfo R1 de Bjerkandera sp, para este caso los pellets (hongo) se pusieron en contacto con la solución 1 mM de nitrato de plata (AgNO3) y se incubaron durante 144 h. Posteriormente, con las AgNPs se prepararon películas de carragenina kappa. Se encontró mediante el análisis de microscopia de barrido (SEM) que las AgNPs no modificaron la estructura del biopolímero (carragenina), formando aglomerados en un rango de 70-300 nm. Estas biopelículas exhibieron fuerte actividad antimicrobiana frente a la bacteria Escherichia coli (E.coli) mostrando que este método de reducción biológica es un proceso innovador para la obtención de biomateriales.ABSTARCT: Improving the antimicrobial properties of silver nanoparticles (AgNPs) depends on the coating, size and shape; therefore, it is necessary to implement techniques to increase the morphological and physicochemical characteristics in their synthesis and production. In this research, AgNPs were synthesized by the ligninolytic fungi anamorph R1 of Bjerkandera sp; the fungi’s pellets were mixed with 1 mM solution of silver nitrate (AgNO3) and were incubated for 144 h. Subsequently, kappa carrageenan biofilms mixed with AgNPs were prepared. Scanning electron microscopy (SEM) showed that AgNPs did not modify the structure of the biopolymer (carrageenan), forming agglomerates in a range of 70-300 nm. These biofilms had strong antimicrobial properties against Escherichia coli (E.coli), for that reason, this biological synthesis method is an innovative process for obtaining biomaterials