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Fecha: 2016

Idioma: Inglés

Web: ver aquí

Autora: Petya Stoyanova Petkova

Procedencia: UPC Commons

 

La propagación de bacterias e infecciones, inicialmente asociada a un aumento en el número de infecciones adquiridas en el hospital, ahora se ha extendido a la comunidad, causando enfermedades graves y difíciles de diagnosticar y tratar. Además, muchas de esas enfermedades son provocadas por bacterias que se han vuelto resistentes a los antibióticos. La superación de la capacidad de las bacterias para desarrollar resistencia reducirá potencialmente la carga de estas infecciones en los sistemas sanitarios de todo el mundo y evitará miles de muertes cada año.

En la actualidad, existe un gran interés en la fabricación de materiales antimicrobianos que proporcionarían un entorno libre de bacterias. Las partículas de nanoescala son candidatos prometedores para combatir patógenos bacterianos, ya que es menos probable que se desarrolle resistencia a su acción.
Las nanopartículas (NP) se pueden incorporar en matrices poliméricas para diseñar una amplia variedad de nanocompuestos. Tales nanoestructuras consistentes en NP inorgánicos e inorgánicos / orgánicos representan una nueva clase de materiales con una amplia gama de aplicaciones.

Esta tesis es sobre el desarrollo de materiales antibacterianos nanoestructurados destinados a prevenir la propagación de bacterias. Para lograr esto, se combinaron de manera innovadora dos herramientas fisicoquímicas y biotecnológicas versátiles, la sonoquímica y la biocatálisis.

La irradiación ultrasónica utilizada para la generación de diversas nanoestructuras y su combinación con biocatalizadores (enzimas) abre nuevas perspectivas en el procesamiento de materiales, ilustrada aquí por la producción de textiles médicos revestidos con NP, membranas de tratamiento de agua y vendajes crónicos.

La primera parte de la tesis tiene como objetivo el desarrollo de textiles médicos antibacterianos para prevenir la transmisión y proliferación de bacterias utilizando dos enfoques de un solo paso para el recubrimiento de tejidos con antibacterianos. En el primer enfoque, se depositaron NP de óxido de zinc antibacteriano (NP de ZnO) y quitosano (CS) simultáneamente en tejido de algodón mediante irradiación con ultrasonidos. Los revestimientos NP híbridos obtenidos demostraron propiedades antibacterianas duraderas después de múltiples ciclos de lavado. Además, la presencia de biopolímero en los híbridos NP mejoró la biocompatibilidad del material en comparación con el recubrimiento con NPs de ZnO solo.

En el segundo enfoque, se llevó a cabo un proceso simultáneo sonoquímico / enzimático para un revestimiento antibacteriano duradero de algodón con NP de ZnO. El tratamiento enzimático proporciona una mejor adhesión de las NP de ZnO y, como consecuencia, una mayor estabilidad del recubrimiento durante la explotación. Del mismo modo que los revestimientos antibacterianos obtenidos en el primer enfoque, la eficacia antibacteriana de estos textiles se mantuvo después de múltiples regímenes de lavado intensivo utilizados en los hospitales. Las telas de algodón recubiertas con NP inhibieron el crecimiento de las especies de bacterias más relevantes desde el punto de vista médico.

En la segunda parte de la tesis, se ensamblaron enzimáticamente híbridos antibacterianos de biopolímero / plata NP y matrices de corcho en un material antimicrobiano con potencial para la remediación del agua. Se usaron biopolímeros intrínsecamente antibacterianos con funciones amino, concretamente CS y aminocelulosa como agentes dopantes para estabilizar las dispersiones coloidales de NPs de plata (AgNP), proporcionando adicionalmente a las partículas funcionalidades para la inmovilización covalente sobre corcho para impartir un efecto antibacteriano duradero. Los biopolímeros promovieron el rendimiento antibacteriano de los nanocompuestos obtenidos en condiciones que simulan una situación real en los humedales construidos.
En la última y tercera parte de la tesis, se desarrolló un hidrogel nanocompuesto bioactivo para el tratamiento de heridas. Se incorporaron nanoesferas de galato de epigalocatequina sintetizadas ecoquímicamente (EGCG NS) y se reticularon enzimáticamente simultáneamente en un hidrogel de quitosano tiolado. El potencial de las EG EGG generadas para el tratamiento de heridas crónicas se evaluó mediante la evaluación de sus propiedades antibacterianas y el efecto inhibidor sobre la mieloperoxidasa y los biomarcadores de colagenasa de la infección crónica de la herida. Se logró la liberación sostenida de EGCG NS de la matriz de biopolímero. Este último, junto con la buena biocompatibilidad del hidrogel sugirió su potencial para el tratamiento de heridas crónicas.

 

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