Flor de orégano. Foto: NaturKamera (licencia CC)
Terrado Sieso, Eva Mª; Langa Morales, Elisa; Ballestero Fernández, Diego.
Grupo GATHERS. Grado en Farmacia. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad San Jorge. Zaragoza, España
Comunicación presentada en el XI Congreso de Fitoterapia Ciudad de Oviedo (13-15 de abril, 2018)
Introducción
Las propiedades antibacterianas de la plata son sobradamente conocidas, pero es en su escala nanométrica donde se ha demostrado su máxima efectividad. Aunque no está claro todavía el mecanismo, algunos autores proponen que la adhesión de las nanopartículas de plata (Ag-NPs) a la superficie de la membrana celular dificulta las funciones de permeabilidad y respiración celular. Cuanto menor es el tamaño de la nanopartícula, y mayor su área superficial, más potente parece ser su acción bactericida.
La reducción química es el método más habitual para la preparación de Ag-NPs en forma de dispersiones coloidales estables. Además del agente reductor (por ejemplo, borohidruro o citrato), suele ser necesaria la presencia de un agente de estabilización para evitar la aglomeración de las nanopartículas en otras de mayor tamaño. Sin embargo, el interés en aplicar las Ag-NPs en contextos sanitarios (por ejemplo, material de plástico y textiles recubiertos con NPs-Ag o filtros de purificación de aire con actividad antibacteriana incorporada), obliga a descartar la utilización de estos reactivos tóxicos para la salud y el medio ambiente. Alternativamente, se pueden utilizar métodos biológicos basados en la utilización de las biomoléculas presentes en extractos de microorganismos y plantas como agentes simultáneos de reducción y de estabilización de las Ag-NPs. Además de menos tóxicos, son rutas de síntesis muy eficientes, de bajo coste y elevada versatilidad.
Materiales y metodología
En este trabajo, se describe la síntesis verde de Ag-NPs aprovechando como agentes de reducción y estabilización de cationes plata a las biomoléculas presentes en extractos de hojas de Aloe vera, Eucalyptus oleosa, Origanum vulgare, Laurus nobilis, piel de Citrus sinensis, y dientes del bulbo de Allium sativum. Para establecer comparativas, también se sintetizaron Ag-NPs por dos métodos químicos, utilizando como agente reductores borohidruro de sodio y polivinilpirrolidona, respectivamente.
Los extractos vegetales se obtuvieron por extracción directa con agua milliQ, utilizando un baño de glicerina para mantener la temperatura estable y evitar la pérdida de disolvente y mantiene la temperatura estable. Para controlar el tamaño de las Ag-NP obtenidas, se estudió el efecto de cuatro variables experimentales: pH, temperatura, concentración del precursor de plata y % extracto vegetal.
Para caracterizar las muestras, se confirmó la presencia de Ag-NPs espectrofotometría de UV-vis (en el rango de 300-500 nm) y la influencia de las cuatro variables en el tamaño de las mismas. También se caracterizó la actividad bactericida de las muestras más significativas frente a Escherichia coli OP50 por el método de difusión en disco.
Finalmente, se realizó un estudio comparativo de estabilidad entre Ag-NPs obtenidas a partir de extractos vegetales y por el método químico, y se estimó el coste económico de una y otra ruta de síntesis.
Resultados
Se optimizó en todos los casos las condiciones de síntesis para obtener Ag-NPs a partir de los distintos extractos vegetales. De las cuatro variables experimentales estudiadas, se estableció el pH como la más determinante, siendo óptimos los pH básicos. La proporción plata/extracto más efectiva fue nitrato de plata 1mM con un 5% de extracto. La temperatura resultó ser un factor con escasa influencia.
Las Ag-NPs obtenidas a partir del extracto de piel de Citrus sinensis presentaron la mayor actividad bactericida frente a la E. coli.
La comparativa de los resultados obtenidos mediante síntesis con extractos vegetales frente a la síntesis química respalda la viabiabilidad del método biológico. La calidad de los picos obtenidos y su estabilidad, especialmente con el extracto de Laurus nobilis, fueron equivalentes a los observados para las Ag-NPs obtenidas con borohidruro de sodio, y mejores que las de polivinilpirrolidona. La estimación de los costes económicos fue menor para el caso del método biológico.
Conclusión
La síntesis de Ag-NPs a partir de extractos vegetales, es una alternativa a tener en cuenta para la producción a escala de estos materiales que presentan actividad antimicrobiana con potencial aplicaciones en materiales biosanitarios, puesto que además de igualmente eficaz y más rentable económicamente permitiría minimizar la utilización de reactivos tóxicos e incluso revalorizar residuos de la industria agroalimentaria.
Referencias
1. Makarov, V. V.; Love, A. J.; Sinitsyna, O. V.; Makarova, S. S.; Yaminsky, I. V.; Taliansky, M. E.; Kalinina, N. O., «Green» Nanotechnologies: Synthesis of Metal Nanoparticles Using Plants. Acta Naturae 2014, 6 (1), 35-44.
2. Shrivastava, S.; Bera, T.; Roy, A.; Singh, G.; Ramachandrarao, P.; Dash, D., Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles. Nanotechnology 2007, 18 (22).
Agradecimientos
Los autores agradecen al Grado en Farmacia de USJ, al Gobierno de Aragón-SFE (Grupo GATHERS) y al proyecto CTQ2015-64049-C3-2-R.
