Introducción. La incorporación de nanopartículas de plata (NP-Ag) en biomateriales con el objeto de conferirles actividad antimicrobiana comprende una de las aplicaciones de la nanomedicina más estudiada en los últimos años. Si bien en general se acepta que el mecanismo de acción de las NP-Ag involucra la liberación de Ag+ y su interacción con células bacterianas, el mecanismo global aún no se conoce con certeza. Los iones Ag+ provienen de la oxidación de las partículas metálicas de plata, por reacción con el O2 disuelto y mediada por H+ y otros componentes provenientes del fluido circundante. Este hecho tiene implicancia en la toxicidad de las NP-Ag, y en definitiva, en su uso seguro en biomateriales ya que los iones Ag+ presentan una incrementada toxicidad hacia células humanas respecto a las NP-Ag. Con el objeto de optimizar las formulaciones de NP-Ag para ser incorporadas en biomateriales, la liberación de Ag+ desde las NP-Ag puede controlarse mediante la manipulación del proceso de oxidación, lo que depende del área superficial expuesta (tamaño), la unión de ligandos (presentes en el medio de inmersión) y la funcionalización superficial (estabilización) entre otros factores.
Objetivo. Estudiar el proceso de disolución oxidativa de las NP-Ag con distintas funcionalizaciones superficiales y en diferentes medios. Desarrollar un sistema modelo capaz de simular la liberación de NP-Ag y Ag+ desde biomateriales, intentando correlacionar estos resultados con el comportamiento de sistemas reales.
Resultados y discusión. Se emplearon NP-Ag estabilizadas con iones citrato y con una matriz proteica y se evaluó su disolución oxidativa en agua y en medios corporales simulados que presentan concentraciones de iones similares a las de los fluidos biológicos (SBF). La concentración de Ag+ se determinó potenciométricamente, mientras que los experimentos cinéticos de disolución fueron realizados por espectroscopía UV-visible. En general, la velocidad y el grado final de disolución es mayor para las NP-Ag estabilizadas en la matriz proteica respecto de las estabilizadas en citrato, probablemente debido a la acción reductora del citrato. La presencia de iones en el medio capaces de formar precipitados o complejos con Ag+ favorece también este proceso. Mediante la preparación de un sistema modelo de liberación compuesto por NP-Ag incorporadas en una matriz de ácido poliacrílico, se observó la misma tendencia de disolución respecto de la funcionalización superficial. De esta manera, se espera que el efecto bactericida de sustitutos óseos modificados con NP-Ag estabilizadas en la matriz proteica esté mediado por la liberación de Ag+ al medio circundante.
Conclusiones. En el desarrollo de biomateriales modificados con NP-Ag, el proceso de disolución oxidativa de las NP-Ag claramente determina la concentración final de iones Ag+ en los medios biológicos. Sin embargo, la toxicidad de estos iones puede verse reducida debido a su unión a proteínas y aniones presentes en el medio.
Agradecimientos: L. E. V. agradece a CONICET y Raomed S. A. por la beca otorgada. Este trabajo fue financiado por FONCyT, CONICET, SeCyT-UNC y Raomed S. A.
