Diseño factorial 2k para la optimización de la síntesis de nanopartículas de plata para su aplicación en biomateriales

2k factorial design to optimize the synthesis of silver nanoparticles for application in biomaterials

Las nanopartículas de plata (AgNPs) son una alternativa frente al uso de antibióticos, debido a sus propiedades antimicrobianas y bactericidas. Dichas nanopartículas deben tener una geometría y un tamaño adecuado para que estas propiedades sean mejoradas. Para observar qué factores son influyentes en la geometría y el tamaño, se realizó un diseño factorial 24 variando los siguientes factores:temperatura de síntesis, concentración de nitrato de plata (agente precursor), porcentaje de citratotrisódico (agente reductor) y polivinilalcohol (PVA) (agente dispersante). Las nanopartículas obtenidas se evaluaron por UV-Vis, TEM y DLS. A partir de los resultados, se realizó un análisis de varianza (ANOVA)en el software estadístico Rstudio, y se encontró el valor de las condiciones de síntesis que permitían obtener un diámetro de 20 nm en STATGRAPHIC centurión XVII. Como resultado se obtuvo un tamaño de AgNPs entre los 6 y los 100 nm, en donde se evidenció que el porcentaje de PVA no es influyente en la síntesis, en tanto que los otros factores, como la temperatura, el porcentaje de citrato trisódico, la concentración de nitrato de plata y la interacción entre ellos, influencian el tamaño de partícula final. Para la optimización de las AgNPs, se eligió un tamaño de 20 nm para el cual se reporta una mayor capacidad antimicrobiana. Se concluye que, para lograr la forma y el tamaño adecuado, se deben cumplir las siguientes condiciones: temperatura de 90 °C, concentración de nitrato de plata a 0,13 M y concentración de citrato trisódico al 10 %.

INTRODUCCIÓN

La nanotecnología ha llevado al desarrollo de los nanomateriales, entre ellos las nanopartículas inorgánicas, las cuales poseen un efecto microbicida, con capacidad de atacar virus, bacterias y hongos [1,2]. Entre las nanopartículas que han demostrado tener esta capacidad están las nanopartículas de plata (AgNPs), los óxidos de zinc, de cobre y de hierro. Los biomateriales con tamaño nanométrico poseen un alto potencial y son de gran interés para aplicaciones biomédicas [3]; aquellos que poseen potencial antimicrobiano son una alternativa frente a los antibióticos comunes, puesto que se ha evidenciado la alta resistencia que adquieren las bacterias ante estos agentes antimicrobianos [4]. La obtención de AgNPs se realiza por diferentes métodos, por ejemplo, las vías verdes o reducciones químicas [4,5]; con estos métodos se pretende obtener un tamaño y una geometría específica, puesto que sus propiedades antimicrobianas y bactericidas están ligadas con estas características [6].

Las nanopartículas de plata (AgNPs) presentan propiedades funcionales únicas, que conducen a aplicaciones variadas en el área de la medicina y en procedimientos de catálisis, sensores ópticos y bactericidas.