Desarrollo del sistema nanoestructurado de SiO2/MNPs/Sulfametoxazol con propiedad antimicrobiana.

Abstract

"Los materiales porosos a base de óxido de silicio (SiO2) han adquirido atención relevante en diversas áreas entre las que destaca la medicina para su uso como vehículos de administración de fármacos en aquellos casos en los que la administración del fármaco sea difícil. En particular aquellos materiales de SiO2 con porosidad ordenada denominados mesoporosos con un tamaño de poro entre 2-50 nm, esto se debe a que estos materiales presentan alta área superficial y tamaño de poro controlable, superficie funcionalizable y biocompatibilidad. En el caso de la terapia con antibióticos es preciso que estos al ingresar al organismo se mantengan por un largo periodo de tiempo, a la concentración adecuada y de preferencia lleguen principalmente al sitio de infección con el fin de evitar daños a tejidos y órganos sanos. Si le sumamos a nuestro vehículo una actividad antimicrobiana, favoreceríamos una acción conjunta denominada sinergismo entre el antibiótico y el vehículo. Por ello, el presente trabajo propone un sistema de nanopartículas mesoporosas de SiO2 (MSN) como soporte de nanopartículas metálicas (MNPs) y el antibiótico sulfametoxazol (SMX). Se sintetizo por el método de Stöber modificado partículas de SiO2 porosas y se caracterizaron por diferentes técnicas. Por IR-TF se detectó la presencia de los grupos funcionales silanol (Si-OH) y siloxano (Si-O-Si), así como agua adsorbida. Con MEB se observaron partículas esféricas de 154 nm de diámetro promedio. A través de fisisorción de N2 se determinó que las partículas sintetizadas son mesoporosas con tamaño de poro de 3 nm, área superficial de 404 m2/g y volumen de poro de 0.42 cm3/g. A partir de estas partículas, se crearon tres diferentes nanoestructuras, usando la superficie como soporte de AgNPs, CuNPs y CuSNPs. La presencia de estas MNPs se evidenció al detectar las bandas de plasmón superficial características en el espectro UV-Vis. Posteriormente se adsorbió el antibiótico SMX en estos tres sistemas por agitación con una cantidad de entre 11-16 µg/mg de material. Se probó la actividad antimicrobiana en las bacterias Escherichia coli y Staphylococcus aureus, obteniendo inhibición de crecimiento en los sistemas MSN/MNPs y al adicionar el SMX la actividad se presentó a concentraciones más bajas de material. S. aureus fue más susceptible al efecto de inhibición en comparación con E. coli, lo que nos lleva a pensar en una aplicación para afecciones dadas por esta bacteria."

"Porous materials based on silicon oxide (SiO2) have gained relevant attention in several areas, among which medicine stands out for their use as drug delivery vehicles in those cases where drug delivery is difficult. In particular, those SiO2 materials with ordered porosity called mesoporous with a pore size between 2-50 nm, this is because these materials have high surface area and controllable pore size, functionalizable surface and biocompatibility. In the case of antibiotic therapy, it is necessary that when antibiotics enter the organism they are maintained for a long period of time, at the appropriate concentration and preferably reach mainly the site of infection in order to avoid damage to healthy tissues and organs. If we add to our vehicle an antimicrobial activity, we will favor a joint action called synergism between the antibiotic and the vehicle. Therefore, the present work proposes a system of mesoporous SiO2 nanoparticles (MSN) as a support for metal nanoparticles (MNPs) and the antibiotic sulfamethoxazole (SMX). Porous SiO2 particles were synthesized by the modified Stöber method and characterized by different techniques. By FT-IR the presence of silanol (Si-OH) and siloxane (Si-O-Si) functional groups was detected, as well as adsorbed water. Spherical particles with an average diameter of 154 nm were observed by SEM. Through N2 physisorption, it was determined that the synthesized particles are mesoporous with a pore size of 3 nm, surface area of 404 m2 /g and pore volume of 0.42 cm3 /g. From these particles, three different nanostructures were created, using the surface as a support for AgNPs, CuNPs and CuSNPs. The presence of these MNPs was evidenced by detecting characteristic surface plasmon bands in the UV-Vis spectrum. Subsequently, SMX antibiotic was adsorbed on these three systems by agitation with an amount between 11-16 µg/mg of material. The antimicrobial activity was tested on Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria, obtaining growth inhibition in the MSN/MNPs systems and when SMX was added, the activity was present at lower concentrations of material. S. aureus was more susceptible to the inhibition effect compared to E. coli, which leads us to think of an application for conditions caused by this bacterium."