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Estudio del efecto de un liquido iónico sobre la incorporación y dispersión de grafeno/derivados de grafeno en recubrimientos asépticos a base de hidrogeles con nanopartículas de plata
PRISCILA ANAIS ESPINOZA IBARRA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en tecnología de polímeros
El presente trabajo se muestra dividido en tres etapas la primera que consistió en la preparación de un sustrato con características antimicrobianas. Para lograr esto, primeramente, se inició con la preparación de un hidrogel utilizando como monómeros ácido acrílico y ácido itacónico, un iniciador y un entrecruzante del tipo acrilamida. Se establecieron condiciones adecuadas de tiempo y temperatura para obtener un hidrogel con una consistencia apropiada para impregnar un sustrato textil (venda comercial) que cumpliera con la característica de que al estar seco fuera suave al tacto para poder utilizarse cómo apósito en heridas o quemaduras. Como parte de la segunda etapa, se sintetizaron nanopartículas de plata por medio de reducción química utilizando como sal precursora el nitrato de plata y como agente reductor el borohidruro de sodio. Estas nanopartículas fueron sintetizadas “in situ” sobre el sustrato textil impregnado con hidrogel. Finalmente, y como última etapa, se añadió grafeno u óxido de grafeno al sustrato textil ya impregnado con hidrogel y nanopartículas de plata. Con el objetivo de favorecer la dispersión de las nano-estructuras de carbono en el sistema se utilizó el líquido iónico hexafluorofosfato de 1-hexil-3-metil-imidazolio (HMIMPF6). La caracterización de las muestras se llevó a cabo mediante espectroscopia infrarroja por reflectancia total atenuada (IR-ATR), difracción de rayos X (XRD), espectroscopia de emisión de plasma (EICP) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Además, se realizaron pruebas antimicrobianas evaluando cepas de interés clínico, tales como: Staphylococcus aureus (Gram positiva) y Escherichia coli (Gram negativa). Por medio de la espectroscopia infrarroja y microscopía electrónica de barrido se logró verificar la presencia del hidrogel sobre la venda, se identificaron las principales bandas características de los grupos funcionales del hidrogel, así como la presencia de este sobre las fibras de la venda en las micrografías.
Mediante microscopía electrónica de barrido se logró identificar la presencia de las nanopartículas depositadas sobre la venda. Además, se determinó el tamaño promedio de éstas, aproximadamente 60 nm y cerca del 95% de las nanopartículas de plata se encontraron por debajo de los 100 nm. También se logró apreciar que las nanopartículas se encontraban bien dispersas y distribuidas. Con la espectroscopia de emisión de plasma se cuantificaron las nanopartículas de plata depositadas sobre el sustrato, y mediante la difracción de rayos X se verificó la presencia de la estructura cristalina característica de la plata. Por otra parte, durante la tercera parte del proyecto, se pudo observar mediante microscopía electrónica de barrido, las fibras de la venda en donde se encontraron bien dispersas y distribuidas las nanopartículas de plata. Así mismo, se lograron observar las láminas de grafeno; las cuales, en las muestras sin líquido iónico, se aprecian aglomeradas sobre la superficie de la venda, mientras que en las muestras con líquido iónico se encuentran embebidas en el hidrogel que recubre la fibra de la venda y, aparentemente, menos aglomeradas. Finalmente, las pruebas antimicrobianas mostraron resultados favorables ya que los sustratos lograron inhibir el crecimiento bacteriano en las cepas utilizadas, esto verificado mediante la observación de halos de inhibición en los cultivos realizados. Los mejores resultados, en los sustratos que contienen hidrogel y nanopartículas de plata, para ambas cepas, se observaron en las muestras dos y tres, (3.114 ppm y 3.851 ppm de nanopartículas de plata respectivamente, realizadas bajo la metodología 2) En cuanto a la actividad antimicrobiana de las muestras que contienen hidrogel, nanopartículas de plata y grafeno u óxido de grafeno, se observaron, mejores resultados en los sustratos donde se utilizó el líquido iónico, y mostró mayor eficiencia el grafeno que el óxido de grafeno. En los sustratos impregnados con grafeno, la mayor actividad antimicrobiana se registró en la concentración tres (3.851 ppm de AgNPs) para S. aureus y E. coli, siendo superior para S. aureus; de igual manera, en los sustratos impregnados con óxido de grafeno la mejor actividad antimicrobiana se observó en la concentración tres(3.851 ppm de AgNPs), siendo superior para S. aureus.
2017
Trabajo de grado, maestría
QUÍMICA
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