Development and characterization of a novel nanobiomaterial: PVA/Gelatine/ Silver nanoparticles functionalized with propolis for biomedical applications

Abstract

En este trabajo se desarrolló un nanocompuesto de alcohol polivinílico (PVA) reforzado con óxido de grafeno (GO) y nanopartículas de plata (Ag-NP) con propiedades antibacterianas frente a E. Coli y S. Aureus. La dispersión de Ag-NP y GO en la matriz de PVA se optimizó utilizando gelatina (Gt) como dispersante natural. Se sintetizaron y caracterizaron nanocompuestos de PVA/Gt, PVA/Gt/GO, PVA/Gt/Ag-Np, PVA/Gt/Ag-Np y PVA/Gt/GO/Ag-Np mediante técnicas de colada y reticulación por congelación/descongelación. Se estudiaron composiciones de PVA/Gt en proporciones de 100:0, 90:10, 80:20 y 70:30, con la adición de 0% y 0,05% de GO, y 2mL y 4mL de Ag-Np. Los resultados mostraron que la estructura química y cristalina del PVA no cambiaba con la adición de Gt o nanorrellenos, aunque las interacciones secundarias entre el PVA y el Gt alteraban sus propiedades térmicas y mecánicas. La mayor estabilidad térmica se alcanzó con la adición de un 10% de Gt y un 0,05% de GO, aumentando la temperatura de descomposición de 330°C a 349°C. La adición de GO mejoró las propiedades mecánicas del material, aumentando la resistencia a la tracción y el módulo de Young en un 107,85%, aunque disminuyó la deformación a la rotura en un 98,14%. En los ensayos antimicrobianos, los materiales con Ag-Np inhibieron el crecimiento de E. Coli y S. Aureus, siendo más efectiva la inhibición en aquellos con mayor volumen de nanopartículas (4mL). Además, la presencia de GO, debido a su nanoestrcura potenció la capacidad antibacteriana de las Ag-Np en los biocompositos, mejorando la distribución de ambas nanoparticulas dentro del material. Este estudio demuestra el potencial de los nanocomposites desarrollados para aplicaciones en biomateriales médicos, tales como apósitos para heridas o recubrimientos antibacterianos.