APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN FILAMENTOS CONTINUOS DE POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS PARA USOS HOSPITALARIOS

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Instrumentos

- Trozo de tela de 5cm x 5cm

- Nanopartículas de peróxido de zinc

- Placa Petri estéril

- Bacterias (Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa)

Procedimiento

Un paciente internado en un hospital para una cirugía sencilla o ambulatoria puede terminar siendo víctima de bacterias como la Pseudonoma aeruginosa y Escherichia coli. Estos microorganismos se adquieren por medio del contacto cruzado personal–paciente, a través de diferentes intervenciones realizadas en salas de cirugía o en cuidados intensivos. Entonces surge la idea de un tejido a prueba de infecciones. Incapaz de coger una simple bacteria aplicando la biotecnología en filamentos continuos de polímeros termoplásticos; usando en este caso iones de zinc.

La eficacia de este elemento depende de parámetros como su concentración, tipo de microorganismo y de sustrato además de temperatura, pH, humedad y niveles de oxígeno. Para ser eficaces, los iones de zinc deben interaccionar con el microorganismo y penetrar en él.

El zinc se introduce en el interior de la célula a través de unos transportadores de metales presentes en su membrana compitiendo con ellos por los lugares de captación, interfiriendo así permeabilidad gaseosa de la membrana (respiración celular) y una vez en el interior de la célula, alteran su sistema enzimático, inhibiendo su metabolismo y producción de energía y modificando su material genético. El resultado es que el microorganismo pierde rápidamente toda capacidad de crecer y reproducirse. De esta manera se evita el desarrollo de microorganismos patógenos como la ‘Pseudonoma aeruginosa’, ‘Escherichia coli’ ,'Salmonella', 'Legionella', 'Escherichia coli' y 'Staphylococcus aureus', entre otros.

Entonces basados en los conceptos anteriores se realizó la funcionalización de los textiles a través de la norma AATCC –Método de prueba 100 (anexo III), la cual consistió en colocar un trozo de tela de 5 cm x 5 cm funcionalizado con nanopartículas de peróxido de zinc sobre una placa Petri estéril. Luego fue impregnado con 1 mL de la cepa problema a ensayar (Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa) a una concentración de 1,5 x 108 ufc (figura 2.15a). Un trozo de tela se sembró inmediatamente (tiempo cero) y el otro a las 24 horas de incubación a 37°C.

Después de la impregnación e incubación con la cepa a estudiar, el textil fue sometido a un lavado con 100 mL de agua destilada estéril (figura 2.15b).Luego se prepararon diluciones de 10-1 hasta 10-5 del agua de lavado, estas fueron sembradas en medio Agar Tripticase de Soya y se incubaron por 24 horas a 37°C. Finalmente se realizaron las lecturas correspondientes.

Resultados

La figura 2.16 muestra los resultados obtenidos para las evaluaciones correspondientes a (a) Pseudomonas aeruginosa y (b) Escherichia coli. En ambos casos se presentan comportamientos análogos, es decir las muestras 1 y 2 (correspondientes al textil no funcionalizado y al funcionalizado con una suspensión de 20g/L de nanopartículas de ZnO2 respectivamente) mostraron desarrollo bacteriano, lo que en el caso de la Pseudomonas aeruginosa es muy notorio debido a la pigmentación verdosa de la bacteria, mientras para el caso de la Escherichia coli se observa en la foto sólo como una ligera opacidad.

Por otro lado para ambas cepas las muestras funcionalizada con suspensiones de 40 y 60g/L de nanopartículas de ZnO2, no permiten el desarrollo de las bacterias.

[pic 1]

Teniendo en cuenta las variables evidencian una dependencia directa entre las dos (Variable 01: la reducción al crecimiento de las colonias, variable 02: concentraciones de zinc por litro)

En la tabla N° 01 muestra la relación entre la reducción de las bacterias en polímeros termoplásticos mediante la aplicación de los iones zinc en los polímeros termoplásticos por un proceso biotecnológico.

Tabla N°01

Concentración de iones de zinc (g/L)

% Reducción al crecimiento de las colonias

0

0

20

30

40

68

60

100

80

100

FUENTE: URIBE, Carmen L. Textiles antimicrobianos funcionalizados con nanopartículas. UNI. Lima. 2014

[pic 2]

Por lo cual observando la tabla N°01 indica que la muestra con una concentración de 60 y 80 g/l señalan una reducción de crecimiento de las colonias en un 100% concluyendo así que la determinada concentración en los textiles funcionalizados con la suspensión de nanopartículas de ZnO2 a concentraciones mayores de 40 g/L, reducen hasta en 100% el crecimiento de las bacterias Pseudonoma aeruginosa y Escherichia coli, representando esto la muerte de las mismas.

Conclusiones:

Se concluye que una concentración mayor de 40 g/l en los textiles funcionalizados con nanopartículas de ZnO2 , reducen en un 100% el crecimiento de microorganismos patógenos, convirtiéndose así como un agente antimicrobiano y antimicótico logrando una nueva tela asépticas. Estos tipos de filamentos continuos llegaron a ser ecológicos, permanentes y no contaminantes. La aplicación en el sector hospitalario ayudaría a que un paciente reciba un proceso de desinfectación o esterización ya que el microorganismo pierde rápidamente toda capacidad de crecer y reproducirse. Esta nanotecnología estaría funcionada en los guantes, cortinas, mandiles, cubrecamas, y el uso del personal médico al momento de la operación, asi como en el cuidado en el proceso de cicatrización y recuperacion en los pacientes.

A diferencia de otros productos desinfectantes químicos, la actividad de esta nanotecnología será continua y duradera. Además, su efecto es limpio e inocuo para otros seres vivos. No tienen efectos tóxicos en las células humanas. Esto ayudaría a que un paciente reciba un proceso de desinfectación o