Los armazones metal-orgánicos podrían algún día liberar óxido nítrico con propiedades antibacterianas

Dado que los armazones metal-orgánicos (MOF, por sus siglas en inglés), complejos metálicos muy porosos, son tan diversos desde el punto de vista estructural y químico, podrían utilizarse para muchas aplicaciones, como la administración de fármacos y la limpieza del medioambiente. Pero los investigadores aún tienen que comprender mejor su funcionamiento, sobre todo cuando están incrustados en polímeros. Según informan en ACS Applied Materials & Interfaces, los investigadores han desarrollado y caracterizado MOF almacenadores de óxido nítrico (NO) incrustados en una fina película con un novedoso potencial antibacteriano.

El estudio de las interacciones entre los MOF y los polímeros dentro de las membranas puede ser complicado, y requiere métodos analíticos complejos y recursos considerables. En estudios anteriores, Russell E. Morris y sus colegas estudiaron la interacción entre un MOF que contenía níquel y el poliuretano. Pero el método de microscopía electrónica de barrido con haz de iones focalizados (FIB-SEM) que utilizaron puede alterar o dañar tanto los polímeros como los MOF. Así, los mismos investigadores, junto con Zeiss Microscopy, utilizaron una nueva técnica FIB-SEM mediante criogenia para aumentar la estabilidad de los compuestos MOF.

Para probarlo, crearon tres membranas en colaboración con investigadores de la Universidad Estatal de Colorado que contenían un MOF de níquel llamado CPO-27-Ni, un MOF de cobre llamado CuBTTri, o ambos. A continuación, utilizando su técnica criogénica FIB-SEM, observaron las partículas de cada MOF con mayor detalle que con otros métodos de obtención de imágenes. Las imágenes también mostraron que los complejos metálicos se distribuían uniformemente por las membranas y no se solapaban. A continuación, los investigadores examinaron la capacidad de las películas para liberar NO, una molécula con propiedades antibacterianas que podría tener aplicaciones biomédicas. En los experimentos, las membranas embebidas en MOF tuvieron diferentes desencadenantes y respuestas:

• El CPO-27-Ni liberó NO rápidamente, en forma de ráfaga corta, en respuesta a la humedad. 
• El CuBTTri actuó como catalizador cuando se expuso a un tripéptido, el S-nitrosoglutatión (GSNO), una fuente natural de NO en el cuerpo humano, y produjo una liberación sostenida de NO en respuesta.
• Juntos, el CPO-27-Ni y el CuBTTri produjeron una membrana que libera NO de manera rápida y sostenida, cuando se expone secuencialmente a la humedad y al GSNO.

Los investigadores afirman que los MOF de níquel y cobre se combinaron para crear un material compuesto que logró un sistema óptimo de administración de NO en dos etapas. Sugieren que esta administración en dos etapas podría ser útil en dispositivos médicos, para lograr efectos antibacterianos inmediatos como para ofrecer prevención a largo plazo de la incrustación microbiana.

Los autores agradecen la financiación de la subvención ADOR del Consejo Europeo de Investigación, la subvención EPSRC Light Element Analysis Facility Grant y la subvención EPSRC Strategic Equipment Resource Grant.

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