Fabricación de nanocompuestos antibacterianos de óxido de grafeno/cobre

Resumen

En este trabajo, presentamos nanocompuestos de óxido de grafeno/cobre (GO/Cu) como nanomaterial antibacteriano. Se evaluó la eficacia antibacteriana de los nanocompuestos GO/Cu frente a bacterias grampositivas y gramnegativas resistentes a los antibióticos.

Resumen

Los antibióticos son actualmente el tratamiento antibacteriano más utilizado para matar las bacterias. Sin embargo, las bacterias desarrollan resistencia cuando se sobreexponen continuamente a los antibióticos. El desarrollo de agentes antimicrobianos que puedan reemplazar a los antibióticos existentes es esencial porque las bacterias resistentes a los antibióticos tienen mecanismos de resistencia a todos los antibióticos actuales y pueden promover infecciones nosocomiales. Para abordar este reto, en este estudio proponemos nanocompuestos de óxido de grafeno/cobre (GO/Cu) como materiales antibacterianos que pueden sustituir a los antibióticos existentes. Los nanocompuestos GO/Cu se caracterizan por microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de barrido. Muestran que las nanopartículas de cobre (Cu) están bien desarrolladas en las láminas de óxido de grafeno. Además, se utiliza un método de caldo de microdilución para confirmar la eficacia de la sustancia antimicrobiana contra Staphylococcus aureus (SARM) y Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) resistentes a la meticilina, que frecuentemente están implicadas en infecciones nosocomiales. En concreto, el 99,8% de MRSA y el 84,7% de P. aeruginosa son eliminados por 500 μg/mL de nanocomposites GO/Cu. Los nanocompuestos metálicos pueden erradicar las bacterias resistentes a los antibióticos mediante la liberación de iones, la formación de especies reactivas de oxígeno y el daño físico de las bacterias. Este estudio demuestra el potencial de los nanocompuestos antibacterianos GO/Cu en la erradicación de bacterias resistentes a los antibióticos.

Introducción

Las infecciones bacterianas tienen un impacto significativo en la salud pública. Las bacterias patógenas, en particular, pueden evadir los mecanismos protectores del cuerpo y^{causar enfermedades.} Los antibióticos se usan ampliamente para tratar infecciones bacterianas. Sin embargo, el uso inadecuado de antibióticos ha precipitado la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. En la actualidad, las infecciones nosocomiales atribuibles a bacterias resistentes a los antibióticos han causado complicaciones notables en los establecimientos de salud². Desafortun....

Protocolo

1. Preparación de los nanocompuestos GO/Cu

NOTA: El tamaño y la morfología de las nanopartículas de Cu que crecen en las nanohojas de GO están determinados por el grado de oxidación de GO, la concentración del precursor de Cu y la concentración del agente reductor²⁶.

1. Prepare 10 mL de suspensión de GO de 1 mg/mL en un frasco de vidrio. Sonicar la suspensión de GO durante 1 h hasta que el GO esté bien disperso en agua destilada (DI).
2. Prepare una solución de 20 mM de CuCl₂ en un vial de vidrio. Sonicar la solución de CuCl₂ hasta....

Discusión

En este trabajo se presenta un método sencillo y de bajo costo para la preparación de nanohojas de GO depositadas con nanopartículas de Cu, que sería un método potencialmente eficiente para erradicar bacterias resistentes a antibióticos. El paso crítico en la síntesis de nanocompuestos GO/Cu es dispersar completamente GO y CuCl₂ en la solución y mantener una temperatura elevada mientras se mezclan. Además, el paso redox debe realizarse rápidamente porque el agente r.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Antibiotic-Antimycotic	Gibco	15240062
Clinical MDR bacterial strains	Chung-Ang University Hospital (Seoul, South Korea)
Copper(II) chloride dihydrate	Duksan	10125-13-0
Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM)	Carl Zeiss	SIGMA
Graphene oxide	Sigma	796034
Sodium Borohydride	Sigma	71320
Transmission Electron Microscopy (TEM)	JEOL	JEM-2100
Tryptic Soy Agar	BD difco	236950
Tryptic Soy Broth	BD difco	211825