EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES BACTERICIDAS DE DIFERENTES NANOCOMPOSITOS DE ÓXIDOS DE CALCIO Y MAGNESIO EN BACTERIAS Salmonella typhimurium y Enterococcus faecalis

Abstract

Durante las últimas décadas, las nanopartículas han presentado diversos beneficios. Gracias a su escala nanométrica exhiben propiedades que pueden ser diferentes de las propiedades del material macroscópico. Por tal motivo la comunidad científica ha dedicado diversos estudios a su funcionamiento. Por ejemplo, la nanotecnología puede jugar un papel predominante al facilitar nuevos materiales y técnicas que permiten una posibilidad de encontrar agentes antimicrobianos más eficientes; puesto que uno de los retos en la actualidad a la que se enfrenta la sociedad, es la resistencia bacteriana. En el presente trabajo se ha pretendido sintetizar y caracterizar nanopartículas para lograr conseguir la propiedad benéfica de efecto bactericida y analizar el mecanismo por el cual se obtenía este efecto. Con la finalidad de observar esta eficacia se realizó una síntesis de nanopartículas de óxidos de calcio y de magnesio así como sus nanocompositos en diferentes porcentajes; los cuales constaban en: 50% de óxido de calcio con 50% de óxido de magnesio, 25% de óxido de calcio con 75% de óxido de magnesio así como 75% de óxido de calcio con 25% de óxido de magnesio. Para corroborar tener la presencia de los óxidos en las nanopartículas respectivamente, se llevó a cabo su caracterización mediante la técnica Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR) y Difracción de Rayos X (DRX) obteniendo los espectros y patrones característicos, respectivamente. Se llevó a cabo la evaluación bactericida sobre cepas patógenas diferenciadas por su pared celular, siendo estas Salmonella typhimurium como Gram negativa y Enterococcus faecalis como Gram positiva. Se investigó su eficacia mediante el uso de diversas técnicas como macrodilución y microdilución en caldo para poder obtener la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y la Concentración Mínima Bactericida (CMB). Según los resultados las nanopartículas que mostraron un efecto bactericida sobre ambas cepas fueron las nanopartículas de óxidos de calcio y óxido de magnesio así como de su nanocomposito en relación 1:1. Para las nanopartículas óxido de calcio sobre Salmonella typhimurium se presentó una CMI de 4.8 mg/mL y una CMB a partir de 5 mg/mL; sobre Enterococcus faecalis una concentración CMI de 2.6 mg/mL y una CMB de 3 mg/mL. En las nanopartículas de óxido de magnesio se observó sobre Salmonella typhimurium el efecto desde una CMI de 7.8 mg/mL y una CMB de 8 mg/mL mientras que para Enterococcus faecalis una CMI de 6 mg/mL y una CMB de 8 mg/mL. En cuanto a los nanocompositos, para el nanocomposito 75%MgO-25%CaO no se observó inhibición sobre ninguna cepa. En cambio en el nanocomposito 25%MgO-75%CaO solo se observó inhibición sobre la cepa Salmonella typhimurium con una CMI de 7.3 mg/mL y una CMB de 8 mg/mL. Finalmente para el nanocomposito 50%MgO-50%CaO sobre Salmonella typhimurium se obtuvo una CMI de 6.6 y una CMB de 6.8 y sobre Enterococcus faecalis una CMI de 6.5 mg/mL y una CMB de 7 mg/mL. Una vez determinadas las concentraciones de las nanopartículas se procedió analizar el mecanismo de acción de estas nanopartículas así como de sus nanocompositos y para ello se llevaron a cabo pruebas de medición de las especies reactivas de oxígeno; motivo por el cual diversos reportes mostraban que la presencia de estas especies en las nanopartículas pudiese ser la causa del efecto bactericida. Los resultados obtenidos para la estimación del peróxido de hidrógeno mostraron positivo en las nanopartículas de óxido de magnesio así como en el nanocomposito en relación 1:1 mientras que en las nanopartículas de óxido de calcio y de los demás nanocompositos no presentaron la presencia de esta especie. Para la estimación del superóxido las nanopartículas óxido de calcio y óxido de magnesio así como sus nanocompositos mostraron la presencia de esta especie. A su vez, se llevó a cabo la medición de lipoperoxidación de las nanopartículas de los óxidos mostrando resultados positivos. Finalmente, mediante el Microscopio de Fuerza Atómica se estudió la morfología de las células bacterianas antes y después de ser expuestas en el medio con las nanopartículas. En conjunto, los resultados obtenidos confirmaron una actividad bactericida mediante la presencia de nanopartículas en el medio sobre las cepas lo cual fue atribuido principalmente a la presencia de especies reactivas de oxígeno.