Recubrimientos biopoliméricos antimicrobianos y su uso potencial en superficies Público Deposited
El aumento de enfermedades por virus y bacterias presentes en diversas superficies han aumentado en los últimos años. Un ejemplo de ello fue durante la pandemia del COVID-19. Por esta razón existe una necesidad apremiante de crear recubrimientos antimicrobianos. El objetivo de esta tesis fue estudiar la técnica de inactivación fotodinámica en la producción de recubrimientos biopoliméricos antimicrobianos. En este trabajo se combinaron las propiedades del quitosano (Q) con azul de metileno (AM), éste último es un fotosensibilizador (PS) que al ser expuesto a una luz de una longitud de onda de 660 nm (luz roja) es capaz de activarse y junto con el oxígeno molecular formar especies reactivas de oxígeno (ROS). En conformidad con la JIS Z 2801:2000 y la ISO 22196:2007 se midió la actividad antibacteriana sobre Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) y Staphylococcus aureus (S. aureus). Para ello se conformaron 8 diferentes tratamientos que fueron inoculados con cada cepa: i) blanco (B) que se trataba de papel filtro estéril, ii) blanco irradiado con luz roja (B+IF) para descartar algún efecto de la luz sobre la cepa, iii) un recubrimiento de quitosano al 0.05% (Q), iv) el mismo recubrimiento de quitosano pero irradiado (Q+IF), v) un tratamiento con AM al 0.025 µM (AM) que se encontraba sobre papel filtro, vi) el mismo AM pero irradiado (AM+IF), vii) un recubrimiento que estaba compuesto por Q al 0.05% y AM 0.025 µM (Q+AM) y viii) por último este mismo recubrimiento pero irradiado con luz roja (Q+AM+IF). Con el uso de 1,3-difenilisobenzofurano (DPBF) se determinó la cantidad de oxígeno singulete (1O2) generado en el recubrimiento a los 15 minutos de fotoactivación y su tasa de generación. Por último, se midió el potencial Z de cada componente del recubrimiento en un equipo zeta sizer con la finalidad de establecer las interacciones iónicas. Se observó un efecto sinérgico entre el Q, AM y la exposición a la luz roja, lo cual fue mostrado con el aumento en el porcentaje de inhibición sobre S. aureus (68.6%) y K. pneumoniae (97.4%). El recubrimiento generó 0.0246 mmol de 1O2/l con una tasa de generación de 0.0608 mmol1O2/min. En cuanto al potencial Z, los tres componentes (Q, AM y Q+AM) presentaron potenciales positivos elevados lo que demuestra una estabilidad en los componentes y además explica cómo interactúan con la pared de las bacterias.
In recent years, the number of diseases caused by viruses and bacteria present on various surfaces has increased. An example of this was during the COVID-19 pandemic. For this reason, there is a pressing need to create antimicrobial coatings. This thesis aimed to study the photodynamic inactivation technique in the production of antimicrobial biopolymeric coatings. In this work, the properties of chitosan (Q) were combined with methylene blue (AM). The latter is a photosensitizer (PS) that, when exposed to light with a wavelength of 660 nm (red light), can be activated and, together with molecular oxygen, forms reactive oxygen species (ROS). In accordance with JIS Z 2801:2000 and ISO 22196:2007, the antibacterial activity of Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) and Staphylococcus aureus (S. aureus) was measured. For this, 8 different treatments were inoculated with each strain: a blank (B) that was sterile filter paper, a blank irradiated with red light (B+IF) to rule out any effect of light on the strain, a 0.05% chitosan coating (Q), the same chitosan coating but irradiated (Q+IF), a treatment with 0.025 µM AM (AM) that was on filter paper, the same AM but irradiated (AM+IF), a coating that was composed of 0.05% Q and 0.025 µM AM (Q+AM) and finally this same coating but irradiated with red light (Q+AM+IF). Using 1,3-diphenylisobenzofuran (DPBF), the amount of singlet oxygen (1O2) generated in the coating at 15 minutes and its generation rate were determined. Finally, each coating component's Z potential was measured in a zeta sizer instrument. A synergistic effect was observed between Q, AM, and red-light exposure, which was demonstrated by the increase in the percentage of inhibition on S. aureus (68.6%) and K. pneumoniae (97.4%). The coating generated 0.0246 mmol of 1O2 /l with a generation rate of 0.0608 mmol1O2/min. Regarding the Z potential, the three components (Q, AM, and Q+AM) presented high positive potentials, which demonstrated stability in the components and explained how they interact with the wall of the bacteria.
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