Hidrogeles de PVA-PVP conteniendo nanopartículas de plata obtenidos por radiación gamma

Abstract

Se ha preparado hidrogeles de alcohol polivinilico (PVA) - polivinil pirrolidona (PVP) conteniendo nanopartículas de plata utilizando radiación gamma. Las nanopartículas de plata fueron introducidas en la matriz polimèrica por tres métodos diferentes. En el primer método, los nanocompuestos hidrogel/plata fueron obtenidos a partir de la irradiación de la mezcla de los precursores en solución acuosa. En el segundo método, el nanocompuesto fue obtenido por impregnación de las matrices poliméricas en una solución de AgNO_ y posterior reducción de los Ag inducida por irradiación gamma. En el tercer método, ios nanocompuestos fueron obtenidos impregnando los hidrogeles en estado de películas secas en soluciones coloidales de nanopartículas de plata. La formación de las nanopartículas en las matrices poliméricas fue confirmada por espectroscopia UV-Visible, FTIR y DRX. Las imágenes obtenidas por MET muestran una distribución homogénea de las nanopartículas en la matriz de hidrogel cuyos tamaños estarían entre 10 y 15 nm. Así mismo, la topografía de las muestras fue analizada por MFA observándose, principalmente, cambios en la rugosidad por efecto de la incorporación de la plata. Los hidrogeles de PVA y PVP fueron obtenidos por entrecruzamiento por radiación gamma. Soluciones acuosas de ambos polímeros en diferentes concentraciones fueron mezcladas en distintas proporciones. La concentración total de los polímeros en la mezcla varió entre 9 y 15 %. La dosis de radiación varió entre 10 y 30 kGy a una tasa de dosis constante de 8 kGy/h. Los hidrogeles de PVA alcanzaron grados de hinchamiento de 400% mientras que los hidrogeles de PVA-PVP alcanzaron grados de hinchamiento hasta de 1000%. Los coloides de nanopartículas de plata fueron obtenidos por reducción inducida por radiación gamma a partir de soluciones acuosas de AgNO, usando isopropanol como neutralizador de radicales y PVP y PVA como estabilizadores del coloide. La influencia de cada componente en la formación de las nanopartículas, fueron evaluadas por espectroscopia UV-Visible y Microscopía Electrónica de Transmisión (MET), observándose formaciones dendríticas para la solución acuosa de AgNO, partículas aglomeradas para las mezclas AgNO-isopropanol y nanopartículas para las mezclas de AgN03-polímero y AgN03-polímero-isopropanol. Se ha observado que la concentración de isopropanol es determinante en la formación de las nanopartículas, ya que en cantidades insuficientes se ve principalmente favorecida las formaciones de óxidos, en su mayoría Ag20. El tamaño y forma de las nanopartículas son fuertemente influenciadas por el tipo de polímero así como de su concentración. El tamaño de las nanopartículas obtenidas usando PVP y concentraciones de alcohol entre 2y6M oscilan alrededor de 25 nm, con una distribución de tamaño de partículas estrecha. Sin embargo, las nanopartículas obtenidas usando PVA presentaron una amplia distribución de tamaños (entre 17 y 100 nm). En este caso se observaron formaciones tipo nanovarillas cuya formación se vio favorecida para concentraciones de PVA al 1%. Los espectros UV-Visible de los coloides obtenidos confirman la presencia de nanopartículas de plata al observarse los máximos de la banda de absorción del plasmón superficial alrededor de 410 nm. La eficiencia antibacteriana de los coloides y nanocompuestos hidrogel/Ag fue evaluada frente a la bacteria Gram positiva S. aureus y frente a la bacteria Gram negativa P. aeruginosa observándose que, ambos presentan actividad antibacteriana y que ésta depende principalmente de la concentración de plata presente. Por lo tanto, estos hidrogeles tienen un gran potencial para ser utilizados como apósitos en el tratamiento de heridas y quemaduras.