Diseño Racional y Caracterización de Nuevos Materiales de Zeolita Tipo A Antibacterianos Mono- y Bimetálicos
Autores: Oheix, Emmanuel; Reicher, Chloé; Nouali, Habiba; Michelin, Laure; Josien, Ludovic; Daou, T. Jean; Pieuchot, Laurent
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de dispositivos y superficies antimicrobianos requiere la configuración de materiales adecuados, capaces de almacenar y liberar principios activos. En este contexto, las zeolitas, que son minerales aluminosilicatados microporosos, tienen un gran potencial, ya que pueden servir como un reservorio de iones metálicos con propiedades antimicrobianas. Aquí, informamos sobre la preparación de zeolitas tipo A de Linde, parcialmente intercambiadas con combinaciones de iones metálicos (Ag, Cu, Zn) en diferentes cargas (0.1-11.9 % en peso). Combinamos fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de rayos X dispersiva por energía y difracción de rayos X para monitorear los contenidos de iones metálicos, la distribución y la conservación de la estructura de la zeolita después del intercambio. Luego, evaluamos su actividad antimicrobiana, utilizando dilución en agar y monitoreo de densidad óptica de cultivos. Los resultados indican que los materiales cargados con plata son al menos 70 veces más activos que los de cobre, zinc y los no intercambiados. Además, las zeolitas cargadas con concentraciones más bajas de Ag permanecen activas hasta 0.1 % en peso, y sus actividades son directamente proporcionales al contenido total de Ag. Los intercambios secuenciales con dos iones metálicos (Ag y Cu o Zn) muestran efectos sinérgicos o antagónicos, dependiendo de la cantidad del segundo metal. En conjunto, este trabajo muestra que, al combinar métodos analíticos y cuantitativos, es posible ajustar la composición de las zeolitas intercambiadas con bi-metales, con el fin de maximizar su potencial antimicrobiano, abriendo nuevas vías para el desarrollo de materiales antimicrobianos compuestos que contengan zeolitas de próxima generación, con aplicaciones potenciales para el diseño de implantes dentales o óseos, así como dispositivos biomédicos y productos farmacéuticos.
Descripción
El desarrollo de dispositivos y superficies antimicrobianos requiere la configuración de materiales adecuados, capaces de almacenar y liberar principios activos. En este contexto, las zeolitas, que son minerales aluminosilicatados microporosos, tienen un gran potencial, ya que pueden servir como un reservorio de iones metálicos con propiedades antimicrobianas. Aquí, informamos sobre la preparación de zeolitas tipo A de Linde, parcialmente intercambiadas con combinaciones de iones metálicos (Ag, Cu, Zn) en diferentes cargas (0.1-11.9 % en peso). Combinamos fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de rayos X dispersiva por energía y difracción de rayos X para monitorear los contenidos de iones metálicos, la distribución y la conservación de la estructura de la zeolita después del intercambio. Luego, evaluamos su actividad antimicrobiana, utilizando dilución en agar y monitoreo de densidad óptica de cultivos. Los resultados indican que los materiales cargados con plata son al menos 70 veces más activos que los de cobre, zinc y los no intercambiados. Además, las zeolitas cargadas con concentraciones más bajas de Ag permanecen activas hasta 0.1 % en peso, y sus actividades son directamente proporcionales al contenido total de Ag. Los intercambios secuenciales con dos iones metálicos (Ag y Cu o Zn) muestran efectos sinérgicos o antagónicos, dependiendo de la cantidad del segundo metal. En conjunto, este trabajo muestra que, al combinar métodos analíticos y cuantitativos, es posible ajustar la composición de las zeolitas intercambiadas con bi-metales, con el fin de maximizar su potencial antimicrobiano, abriendo nuevas vías para el desarrollo de materiales antimicrobianos compuestos que contengan zeolitas de próxima generación, con aplicaciones potenciales para el diseño de implantes dentales o óseos, así como dispositivos biomédicos y productos farmacéuticos.