Publicado

2017-09-01

Nanopartículas de CuO y su propiedad antimicrobiana en cepas intrahospitalarias

CuO nanoparticles and their antimicrobial activity against nosocomial strains

Palabras clave:

CuO, cepas nosocomiales, nanopartículas (es)
Antimicrobial activity, plate diffusion method, nosocomial strains, CuO nanoparticles (en)

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Autores/as

  • Mónica Marcela Gómez León Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería, Av. Túpac Amaru 210, Lima 25, Perú
  • Luz Esmeralda Román Mendoza Facultad de Ingeniería Química y Textil, Universidad Nacional de Ingeniería, Av. Túpac Amaru 210, Lima 25, Perú
  • Flavia Vanessa Castro Basurto Facultad de Ciencias y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Av. Honorio Delgado 430, Lima 25, Perú
  • Dora Jesús Maúrtua Torres Facultad de Ciencias y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Av. Honorio Delgado 430, Lima 25, Perú
  • César Condori Facultad de Ingeniería Química y Textil, Universidad Nacional de Ingeniería
  • Darwin Vivas Facultad de Ingeniería Química y Textil, Universidad Nacional de Ingeniería
  • Ana Elisa Bianchi LANADI/IFLP (CCT - La Plata) - Dpto. de Física-Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata (UNLP) Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Ingeniería, UNLP
  • Francisco Paraguay Delgado Centro de Investigación en Materiales Avanzados S. C., CIMAV, Miguel de Cervantes 120, Chihuahua, Chih. México. CP 31109.
  • José Luis Solís Veliz Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería, Av. Túpac Amaru 210, Lima 25, Perú
Empleando un prototipo de reactor, se sintetizaron nanopartículas (NPs) de CuO a través del método de precipitación a partir de CuSO2·5H2O y de Cu(CH3COO)2·H2O. Las NPs obtenidas fueron caracterizadas mediante XRD, FT-IR, TEM y SEM. La actividad antimicrobiana de las NPs se determinó mediante el método de difusión en placa, colocando 20 mg de NPs de CuO sobre cuatro cepas intrahospitalarias o nosocomiales aisladas de la Unidad de Cuidados Intensivos de un hospital nacional de Lima norte (Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Ochrobactrum anthropi y Micrococcus lylae). La caracterización de las NPs de CuO demostró que las sintetizadas a partir de acetato (CuO–Acet) presentaron una fase pura de CuO, mientras que las sintetizadas a partir de sulfato (CuO–Sulf) presentaron dos fases, donde la de CuO representó más del 84%. Los dominios cristalinos del CuO–Acet y CuO–Sulf fueron 15 y 19 nm, respectivamente. Los halos de inhibición de las cepas estudiadas fueron mayores para las NPs de CuO–Sulf que para las NPs de CuO–Acet; solo para la cepa chrobactrum anthropi se presentaron halos similares para ambos tipos de NPs.

Using a prototype reactor, CuO nanoparticles (NPs) were synthetized through the precipitation method, starting from CuSO2·5H2O and Cu(CH3COO)2·H2O. The obtained NPs were characterized by XDR, FT-IR, SEM, and TEM. The antimicrobial activity of the NPs was determined by the plate diffusion method, placing 20 mg of NPs onto four nosocomial strains obtained from north Lima national hospital Intensive-Care Unit (Staphylococcus epidermidis, Aerococcus viridans, Ochrobactrum anthropic, and Micrococcus lylae). NPs characterization revealed that those synthetized from acetate (CuO–Acet) shown pure CuO phase, while those synthetized from sulphate CuO–Sulf shown two phases where CuO was the predominant one, having more than 84%. The crystal domains for CuO–Acet and CuO–Sulf were 15 and 19 nm, respectively. The inhibition halos for the studied strains were larger for CuO–Sulf NPs than CuO–Acet NPs, only Ochrobactrum anthropi displayed similar inhibition halos for both types of NPs.

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Citas

Katwal, R.; Kaur, H.; Sharma, G.; Naushad, M.; Pathania, D. Electrochemical synthesized copper oxide nanoparticles for enhanced photocatalytic and antimicrobial activity. J. Ind. Eng. Chem. 2015, 31, 173-184. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2015.06.021.

Raghunath, A.; Perumal, E. Metal oxide nanoparticles as antimicrobial agents: A promise for the future. Int. J. Antimicrob. Agents. 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2016.11.011.

Yoosefi Booshehri, A.; Wang, R.; Xu, R. Simple method of deposition of CuO nanoparticles on a cellulose paper and its antibacterial activity. Chem. Eng. J. 2015, 262, 999-1008. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2014.09.096.

Sharmila, G.; Thirumarimurugan, M.; Sivakumar, V. M. Optical, catalytic and antibacterial properties of phytofabricated CuO nanoparticles using Tecoma castanifolia leaf extract. Optik. 2016, 127(19), 7822-7828. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2016.05.142.

Christy, A. J.; Nehru, L. C.; Umadevi, M. A novel combustion method to prepare CuO nanorods and its antimicrobial and photocatalytic activities. Powder Technol. 2013, 235, 783-786. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2012.11.045.

Das, D.; Nath, B. C.; Phukon, P.; Dolui, S. K. Synthesis and evaluation of antioxidant and antibacterial behavior of CuO nanoparticles. Colloids Surf., B. 2013, 101, 430-433. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2012.07.002.

Sonia, S.; Jayasudha, R.; Jayram, N. D.; Kumar, P. S.; Mangalaraj, D.; Prabagaran, S. R. Synthesis of hierarchical CuO nanostructures: Biocompatible antibacterial agents for Gram-positive and Gram-negative bacteria. Curr. Appl. Phys. 2016, 16 (8), 914-921. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cap.2016.05.006.

Ahamed, M.; Alhadlaq, H. A.; Khan, M. A. M.; Karuppiah, P.; Al-Dhabi, N. A. Synthesis, characterization, and antimicrobial activity of copper oxide nanoparticles. J. Nanomater. 2014, 2014, 1-4. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2014/637858.

Ramyadevi, J.; Jeyasubramanian, K.; Marikani, A.; Rajakumar, G.; Rahuman, A. A. Synthesis and antimicrobial activity of copper nanoparticles. Mater. Lett. 2012, 71, 114-116. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2011.12.055.

Azam, A.; Ahmed, A. S.; Oves, M.; Khan, M. S.; Memic, A. Size-dependent antimicrobial properties of CuO nanoparticles against Gram-positive and -negative bacterial strains. Int. J. Nanomed. 2012, 7, 3527-3535. DOI: http://dx.doi.org/10.2147/IJN.S29020.

Abramovaa, A.; Gedankenb, A.; Popov, V.; Ooi, E.; Masond, T. J.; Joyce, E. M. A sonochemical technology for coating of textiles with antibacterial nanoparticles and equipment for its implementation. Mater. Lett. 2013, 96, 121–124. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2013.01.041.

Mageshwari, K.; Sathyamoorthy, R. Flower-shaped CuO nanostructures: Synthesis, characterization and antimicrobial activity. J. Mater. Sci. Technol. 2013, 29 (10), 909-914. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmst.2013.04.020.

Perelshtein, I.; Lipovsky, A.; Perkas, N.; Tzanov, T.; Аrguirova, M.; Leseva, M. et al. Making the hospital a safer place by sonochemical coating of all its textiles with antibacterial nanoparticles. Ultrason. Sonochem. 2015, 25, 82-88. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.12.012.

El-Nahhal, I.; Zourab, S.; Kodeh, F.; Selmane, M.; Genois, I.; Babonneau, F. Nanostructured copper oxide-cotton fibers: synthesis, characterization, and applications. Int. Nano Lett. 2012, 2(14), 1-5. DOI: http://dx.doi.org/10.1186/2228-5326-2-14.

Nasser Mohammed, H. M. S., Z. Polymethacrylic acid as a new precursor of CuO nanoparticles. J. Mol. Struct. 2012, 1027, 128-132. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.05.081.

Rios Valer, G. B. Estudio morfológico y estructural de nanopartículas de CuO empleando técnicas de dispersión de luz y rayos X. Bach. Tesis, Universidad Nacional de Ingenieria , Perú, 2015.

Karthik, A. D.; Geetha, K. Synthesis of copper precursor, copper and its oxide nanoparticles by green chemical reducion method and its antimicrobial activity. J. Appl. Pharm. Sci. 2013, 3 (5), 016-021. DOI: http://dx.doi.org/10.7324/japs.2013.3504.

Garro Nuñez, G. M.; Eufelia Quispe Pardo, Z. E. Protocolo: Estudio de prevalencia de infecciones intrahospitalarias. Ministerio de Salud - Dirección General de Epidemiología, Perú, 2014; pp 15-24.

World Health Organization World health statistics 2015. WHO, Geneva, 2015; pp 55-77.

Díaz-Vélez, C.; Neciosup-Puicán, E.; Fernández-Mogollón, J. L.; Tresierra-Ayala, M. A.; Apolaya-Segura, M. Mortalidad atribuible a infecciones nosocomiales en un hospital de la Seguridad Social en Chiclayo, Perú. Acta Med. Peru. 2016, 33 (3), 250-252.

Jefatura del Servicio de Cuidados Intensivos Generales (SCIG) Proyecto de cuidados intemedios del servicio de cuidados intensivos generales, 2°. Ministerio de Salud - Hospital Cayetano Heredia, Lima, 2016; pp 14-15.

Rodriguez-Carvajal, J.; Fernandez-Diaz, M. T.; Martinez, J. L. Neutron diffraction study on structural and magnetic properties of La2NiO4. J. Phys.: Condens. Matter. 1991, 3(9), 3215-3234. DOI: http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/3/19/002.

Bou, G.; Fernandez-Olmos, A.; Garcia, C.; Saez-Nieto, J. A.; Valdezate, S. Metodos de identificación bacteriana en el laboratorio de microbiología. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin. 2011, 29(8), 601-8. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.eimc.2011.03.012.

Gobernado, M.; López-Hontangas, J. L. Identificación bacteriana. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin. 2003, 21(2), 54-60.

Taroco, R.; Seija, V.; Vignol, R., Métodos de estudio de la sensibilidad antibiótica, en Temas de Bacteriología y Virología Médica, Oficina del libro FEFMUR, Uruguay, 2006; pp 665-668.

The U.S. Pharmacopeial Convention USP Pharmacists pharmacopeia 2008-2009, 2° ed. Amer. Soc. of Health System, Rockville, 2009; pp s3/3-s3/6.

European Committee for Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ESCMID) Terminology relating to methods for the determination of susceptibility of bacteria to antimicrobial agents. Clin. Microbiol. Infect. 2000, 6 (9), 509-515. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.1469-0691.2000.00142.x.

Bonev, B.; Hooper, J.; Parisot, J. Principles of assessing bacterial susceptibility to antibiotics using the agar diffusion method. J. Antimicrob. Chemother. 2008, 61 (6), 1295-301. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkn090.

Murray, P. R.; Rosenthal, K. S.; Pfaüer, M. A. Microbiología Médica, 6° ed. Elservier: España; 2009.

Åsbrink, S.; Norrby, L.-J. A refinement of the crystal structure of copper (II) oxide with a discussion of some exceptional e.s.d.'s. Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 1970, 26(1), 8-15. DOI: http://dx.doi.org/10.1107/s0567740870001838.

Tackett, J. E. FT-IR characterization of metal acetates in aqueous solution. Appl. Spectrosc. 1989, 43 (3), 483-489. DOI: http://dx.doi.org/10.1366/0003702894202931.

Siriwardane, R. V.; Poston Jr., J. A.; Fisher, E. P.; Shen, M.; Miltz, A. L. Decomposition of the sulfates of copper, iron (II), iron (III), nickel, and zinc: XPS, SEM, DRIFTS, XRD, and TGA study. Appl. Surf. Sci. 1999, 152 (3-4), 219-236. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/s0169-4332(99)00319-0.

Amin, S. A.; Pazouki, M.; Hosseinnia, A. Synthesis of TiO2–Ag nanocomposite with sol–gel method and investigation of its antibacterial activity against E. coli. Powder Technol. 2009, 196 (3), 241-245. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2009.07.021.

Dizaj, S. M.; Lotfipour, F.; Barzegar-Jalali, M.; Zarrintan, M. H.; Adibkia, K. Antimicrobial activity of the metals and metal oxide nanoparticles. Mater. Sci. Eng., C. 2014, 44, 278-284. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2014.08.031.

Azam, A.; Ahmed, A. S.; Oves, M.; Khan, M. S.; Habib, S. S.; Memic, A. Antimicrobial activity of metal oxide nanoparticles against Gram-positive and Gram-negative bacteria: a comparative study. Int. J. Nanomed. 2012, 7, 6003-6009. DOI: http://dx.doi.org/10.2147/IJN.S35347.

Gopinathan, E.; Viruthagiri, G.; Shanmugam, N.; Sathiya priya, S. Optical, surface analysis and antibacterial activity of ZnO–CuO doped cerium oxide nanoparticles. Optik. 2015, 126 (24), 5830-5835. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2015.09.014.

Michal, R.; Dworniczek, E.; Caplovicova, M.; Monfort, O.; Lianos, P.; Caplovic, L. et al. Photocatalytic properties and selective antimicrobial activity of TiO2 (Eu)/CuO nanocomposite. Appl. Surf. Sci. 2016, 371, 538-546. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.03.003.

Garrett, T. R.; Bhakoo, M.; Zhang, Z. Bacterial adhesion and biofilms on surfaces. Prog. Nat. Sci. 2008, 18 (9), 1049-1056. DOI: http://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.04.001.

Dai, Y.; Sun, T.; Zhang, Z.; Zhang, Z. J.; Li, J. R. Effect of zinc oxide film morphologies on the formation of Shewanella putrefaciens biofilm. Biointerphases. 2017, 12 (1), 011002. DOI: http://dx.doi.org/10.1116/1.4976003.

Singh, A. V.; Vyas, V.; Patil, R.; Sharma, V.; Scopelliti, P. E.; Bongiorno, G. et al. Quantitative characterization of the influence of the nanoscale morphology of nanostructured surfaces on bacterial adhesion and biofilm formation. PLoS One. 2011, 6 (9), e25029. DOI: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0025029.

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