ES2568698A1 - Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico - Google Patents

Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico Download PDF

Info

Publication number
ES2568698A1
ES2568698A1 ES201431591A ES201431591A ES2568698A1 ES 2568698 A1 ES2568698 A1 ES 2568698A1 ES 201431591 A ES201431591 A ES 201431591A ES 201431591 A ES201431591 A ES 201431591A ES 2568698 A1 ES2568698 A1 ES 2568698A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
chitosan
component
propolis
composite
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES201431591A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2568698B1 (es
Inventor
Jesús Martín Gil
Mercedes SÁNCHEZ BASCONES
Salvador Hernández Navarro
Eduardo Pérez Lebeña
Pablo Martín Ramos
Cassyo DE ARAÚJO RUFINO
Petruta Mihaela MATEI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad de Valladolid
Original Assignee
Universidad de Valladolid
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad de Valladolid filed Critical Universidad de Valladolid
Priority to ES201431591A priority Critical patent/ES2568698B1/es
Priority to PCT/ES2015/070767 priority patent/WO2016066876A1/es
Publication of ES2568698A1 publication Critical patent/ES2568698A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2568698B1 publication Critical patent/ES2568698B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/97Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution from algae, fungi, lichens or plants; from derivatives thereof
    • A61K8/9783Angiosperms [Magnoliophyta]
    • A61K8/9794Liliopsida [monocotyledons]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16Heavy metals; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N65/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing material from algae, lichens, bryophyta, multi-cellular fungi or plants, or extracts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/38Silver; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/56Materials from animals other than mammals
    • A61K35/63Arthropods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/98Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution of animal origin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico. Un material compuesto formado por un componente (A) oligomérico y un componente (B) con compuestos fenólicos, donde ambos componentes son de origen natural, presentan actividad antimicrobiana y propiedades antiadhesivas frente a los microorganismos, son biocompatibles y no presentan citotoxicidad para las células de los mamíferos. Opcionalmente, el material compuesto puede comprender un componente (C) de tamaño nanométrico. Preferiblemente, material compuesto formado por oligómeros de quitosano propóleo y, opcionalmente, plata de tamaño nanométrico. Método de síntesis de un material compuesto que comprende al menos dos de los componentes (A), (B) y (C) mediante procesos de sonicación. Uso del material compuesto para prevenir, reducir, controlar o eliminar cualquier tipo de microorganismo o agente patógeno.

Description

imagen1
imagen2
imagen3
imagen4
imagen5
Se prefiere especialmente que el componente (B) sea un extracto de propóleo con una concentración 10 % en peso de polifenoles y flavonoides, propóleos procedentes preferentemente de Burgos, Cuenca del Duero, España. En particular, el extracto de propóleo obtenido tal como se describe en el apartado de los ejemplos de esta solicitud. Así, el composite de la invención se puede obtener mezclando el extracto descrito en esta solicitud con la solución de quitosano en la relación 1:1, o 1 mg/L de propóleo con un 1mg/L de quitosano
Tal como se ha mencionado anteriormente, el material compuesto de la invención también puede comprender aloe vera como componente (B), producto que comprende generalmente un contenido de 1% en peso en polifenoles y flavonoides. En este caso, el composite de la invención comprende preferiblemente una relación aloe vera/quitosano de 10:1, o 10 mg/L de aloe vera con 1 mg/L de quitosano.
Tambien se pueden utilizar extractos puros de polifenoles o flavonoides disponibles en el mercado y mezclarlos directamente con el componente (A) oligomérico, en particular oligómeros de quitosano, preferentemente en la proporción 10% en p/v de polifenol o flavonoide y un 90% en p/v del oligómero. Por ejemplo se puede adquirir el producto puro o componente activo aislado del propolis o fenetil ester del ácido cafeíco (CAPE), aunque también pueden utilizarse otros principios activos derivados de ácidos fenólicos, polifenoles
o de flavonoides y utilizarse mezclando en las proporciones recomendadas más arriba con el oligómero, preferiblemente quitosano. No obstante y de modo preferente se recomienda en la presente invención que se opere con los productos naturales, ante todo por el ahorro de coste que ello representa.
En realizaciones especialmente preferidas de la presente invención, el material compuesto o composite comprende un componente (A) formado por oligómeros de quitosano con peso molecular máximo 6000 g/ml, y propóleo como componente (B), preferiblemente extracto de propóleo con un contenido de polifenoles y flavonoides entre un 5 y un 15% en peso. Este material compuesto presenta una actividad antifúngica superior a sus componentes por separado. Adicionemente, es soluble en agua, y también puede fabricarse como recubrimiento o película y así ofrecer una mayor protección.
En otras realizaciones preferidas adicionales, el material compuesto que se describe en esta solicitud de patente comprende un componente (C) de tamaño nanométrico, es decir, tamaño de partícula comprendido entre 1 a 150 nm. Preferentemente, entre 40 y 150 nm, ya que por debajo de 40 nm el elemento o especie química presenta una muy elevada actividad y puede ser tóxica para la célula. Este componente (C), ya sea elemento o especie química, puede ser de origen inorgánico tal como óxido, metal o fluoruro, pero también puede ser de origen orgánico, por ejemplo, un nanopesticida sintético.
En realizaciones aún más perferidas, el componente (C) de tamaño nanométrico es inorgánico. Preferentemente, éste se selecciona del grupo que consiste en plata, cobre, arsénico, óxido de titanio, silice y material grafénico.
En realizaciones especialmente preferidas, el material compuesto o composite de la presente invención comprende un componente (A) formado por oligómeros de quitosano con peso molecular máximo 6000 g/ml, un componente (B) que es propóleo, preferiblemente extracto de propóleo con un contenido de polifenoles y flavonoides entre un 5 y un 15% en peso, y plata de tamaño nanométrico, preferiblemente con un tamaño de partícula entre 40 y 150 nm, como componente (C). Este material compuesto presenta una mayora actividad antifúngica o antimicrobiana debido a la incorporación o integración del nanomaterial, y tiene además un mayor poder bactericida que los componentes por separado o asociados de dos
imagen6
a) obtener una solución de un componente (A) formado por oligómeros de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferentemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
b) obtener un componente (B) que comprende uno o varios compuestos fenólicos, preferiblemente flavonoides o polifenoles; y
c) mezclar la solución de oligómeros de la etapa a) con los compuestos fenólicos de la etapa b) y sonicar durante al menos un minuto.
En el método que se describe en esta solicitud de patente, la obtención del componente (A) oligomérico y del componente (B) que comprende uno o varios compuestos fenólicos se realiza de forma independiente. Por ello, las etapas a) y b) pueden realizarse en cualquier orden o simultaneamente.
En realizaciones aún más preferidas, cuando el material compuesto de la invención comprende un oligómero de quitosano y propóleo, el método de síntesis de la presente invención comprende:
a) obtener una solución de un componente (A) formado por oligómeros de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferentemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
b) obtener un extracto fenólico de propóleo, preferiblemente con un contenido entre 5 y 15 % de flavonoides y polifenoles; y
c) mezclar la solución de oligómeros de la etapa a) con el extracto fenólico de la etapa b) y sonicar durante al menos un minuto.
Los oligómeros de quitosano se pueden producir por degradación oxidativa del quitosano comercial. Para ello se pueden utilizar, por ejemplo, métodos de radiación de microondas [Sun T., Zhou D., Xie J., Mao F. 2007. Preparation of chitosan oligomers and their antioxidant activity. Eu. Food. Res. Technol. 225:451-456].
Sin embargo, en el método de la presente invención, con objeto de disminuir los tiempos de degradación, los oligómeros se producen por sonicación. En particular, los oligómeros de quitosano se pueden obtener por hidrólisis ácida a partir de una disolución de quitosano en presencia de un agente oxidante limpio y asequible tal como, por ejemplo, peróxido de hidrógeno. La hidrólisis se lleva a cabo con agitación con un equipo de ultrasonidos que opera a frecuencia de 20 kHz. La sonicación se puede realizar durante 3-6 periodos de 5 minutos cada uno, dependiendo de la calidad del quitosano de partida, no dejando que la solución se caliente por encima de 60ºC. A medida que se incrementan los periodos de sonicación de 3 a 6, las temperaturas de 30 a 60ºC y las concentraciones de H2O2 de 0.3 a
0.6 M, se consigue reducir el PM de los oligómeros de 6000 a 2000 g/mol, siendo óptimo la obtención de oligómeros de 2000 g/mol.
Después de calentar o sonicar durante 30 minutos se retira, por ejemplo, por centrifugación
o decantación, cualquier material insoluble en agua. Posteriormente se ajusta el pH a 8-9, por ejemplo, utilizando una solución de metóxido de potasio al 25% en metanol. Seguidamente, el material se puede aislar de la solución y secar, preferiblemente a vacío a 20ºC. La calidad de los oligómeros obtenidos puede determinarse por espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). De esta forma se pueden obtener oligómeros con un peso molecular entre 2000-6000 g/mol. Tamaño que puede reducirse en el proceso de sonicación de las etapas posteriores del método de síntesis, alcanzando preferiblemente un tamaño máximo de 2000 g/mol en el composite de la invención.
Soluciones acuosas de oligómeros de quitosano, preferiblemente de concentración 0.005
0.01 M o soluciones del 1.25-2.5% p/v, pueden prepararse a partir de una disolución de oligómeros de quitosano de PM 6000-2000 g/mol en AcOH al 0.5 % y pH 4-6. La mezcla de quitosano/ácido acético/agua se sonica durante al menos un minuto y se deja agitando durante al menos 12 horas, al objeto que la solución se estabilice y se obtenga una solución transparente de quitosano. Las soluciones se mantienen estables en atmósfera inerte y en frío a 4-10ºC, a pH entre 4-6.
En realizaciones preferidas de la presente invención, el propóleo se utiliza como extracto etanólico de propóleo. Este extracto se puede obtener triturando el propóleo de partida hasta polvo fino y posterior extracción, por ejemplo, utilizando una solución hidroalcohólica 7:3. Otras etapas del procedimiento de extracción pueden ser maceración dinámica, percolación, filtración y concentración de la solución resultante.
En el método que se describe en esta solicitud de patente, la obtención de los oligómeros de quitosano y el extracto etanólico de propóleo se realiza de forma independiente. Por ello, estas etapas pueden hacerse en cualquier orden o simultaneamente.
Una vez obtenida la solución de oligómeros de quitosano de la etapa a) y el extracto etanólico de propóleo de la etapa c), la mezcla de ambas soluciones tiene lugar preferiblemente adicionando el extracto alcohólico de propóleo sobre una solución de quitosano en agua.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el composite de la presente invención puede ser un recubrimiento o película que puede utilizarse para tratar, por ejemplo, cultivos, semillas, madera, piedra, etc. En estas realizaciones preferidas, en primer lugar se obtiene un material adhesivo o película del oligómero, preferentemente oligómero de quitosano, al que posteriormente se le incorporan el resto de componentes del composite.
Cuando el material compuesto que se describe en esta solicitud de patente se encuentra en forma de recubrimiento o película, el método de síntesis de la invención comprende entrecruzar in situ los oligómeros en presencia de un agente de entrecruzamiento, preferentemente glicerina o glioxal, antes de su mezcla con el componente (B) que comprende compuestos fenólicos, o con el componente (C) de tamaño nanométrico.
En realizaciones aún más preferidas, esta etapa de entrecruzamiento tiene lugar en presencia de un surfactante, en particular Tween 20, para mejorar las propiedades de adhesión de las soluciones del oligómero.
En realizaciones preferidas, para producir un recubrimiento o película del composite que comprende quitosano/nanoplata, quitosano/propóleo o quitosano/propóleo/nanoplata, se pueden utilizar las soluciones de oligómeros de quitosano obtenidas tal como se ha descrito anteriormente, preferiblemente con una concentración 1.25-2.5% p/v y pH 4-6. Estas soluciones se pueden tratar con una solución de glicerina (C3H803) al 2-2.5 % p/v o bien de glioxal al 4% v/v. Adicionalmente, se puede adicionar Tween 20, preferiblemente al 0.050.1% (v/v), a fin de mejorar las propiedades de adhesión de las soluciones de quitosano.
Cuando se utiliza glioxal, el proceso de entrecruzamiento es inmediato (menos de 1 hora), mientras que cuando se utiliza glicerina son varias horas (o incluso días) lo que tarda en producirse. El entrecruzamiento puede depender de múltiples factores, como temperatura, pH, tiempo de sonicación y/o agitación y concentración de las soluciones. En el método de síntesis de la presente invención se utilizan procesos de sonicación como activadores del proceso de entrecruzamiento, de esta forma la activación tiene lugar en un periodo máximo de 1 minuto, disminuyendo así los tiempos de formación de las películas o recubrimientos. Una vez incorporados el resto de materiales al composite, éste se puede aplicar dejando reposar sobre la superficie a tratar entre 1 minuto y 1 hora en atmósfera seca, para obtener espesores óptimos de 0.3 a 0.6 mm.
En otras realizaciones preferidas, cuando el material compuesto comprende los componentes (A), (B) y (C) tal como se describen en esta solicitud de patente, el método de síntesis comprende:
a) obtener una solución de un componente (A) formado por oligómeros de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferiblemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
b) obtener un componente (B) que comprende uno o varios compuestos fenólicos;
c) mezclar la solución de oligómeros de la etapa a) con los compuestos fenólicos de la etapa b) y sonicar durante al menos un minuto;
d) obtener una solución estabilizada de un componente (C) de tamaño nanométrico; y
e) mezclar la solución del material bicompuesto obtenido en la etapa c) con la solución del componente (C) de tamaño nanométrico de la etapa d) y sonicar duante al menos un minuto.
En realizaciones aún más preferidas, cuando el material compuesto de la invención comprende oligómeros de quitosano, propóleo y plata de tamaño nanométrico, el método de síntesis de la presente invención comprende:
a) obtener una solución que comprende oligómeros de quitosano de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferentemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
b) obtener un extracto fenólico de propóleo, preferiblemente con un contenido entre 5 y 15 % de flavonoides y polifenoles;
c) mezclar la solución de oligómeros de la etapa a) con el extracto fenólico de la etapa b) y sonicar durante al menos un minuto;
d) preparar una solución estabilidaza de plata de tamaño nanométrico, preferiblemente entre 40 y 150 nm; y
e) mezclar la solución de quitosano y propóleo obtenido en la etapa c) con la solución de plata de tamaño nanométrico de la etapa d) y sonicar durante al menos un minuto.
Para obtener el material compuesto que comprende los componentes (A), (B) y (C), en particular quitosano, propóleo y plata de tamaño nanométrico, los tres componentes se preparan de forma separada. A continuación, se obtiene el material compuesto que comprende oligómeros y compuestos fenólicos tal como se ha descrito anteriormente. Y, posteriormente se incorporta el componente (C).
La etapa d) comprende la preparación de una solución estabilizada de plata de tamaño nanométrico, preferiblemente 40 y 150 nm. De acuerdo con el método de síntesis de la presente invención, la estabilización de nanoplata se realiza esclusivamente mediante sonicación. Sin embargo, existen otros métodos que permiten obtener nanopartículas de plata estabilizando las soluciones con una lámpara UV de 30 W durante 3 horas [Montazer,
M. Shamei, A., Alimohammadi F. 2012. Synthesizing and stabilizing silver nanoparticles on polyamide fabric using silver-ammonia/PVP/UVC. Progress in Organic Coatings, 75 (4), 379385].
La preparación de nanoplata en la presente invención se puede llevar a cabo preparando en primer lugar una solución acuosa de AgNO3 y un agente reductor como citrato de sodio o ácido ascorbico. Posteriormente, la solución anterior se enfría y agitar a una temperatura entre 5 y 10ºC. A continuación, se desoxigena con un gas inerte, preferentemente N2 abundante durante al menos 30 minutos. La etapa más delicada es la adición de una solución de NaBH4 (tambien se puede utilizar hidrazina). Esta adición ha realizarse en medio inerte, preferiblemente en atmósfera de N2, a la temperatura entre 5-10ºC, a una velocidad de adición muy baja, preferiblemente con micropipeta, y agitando fuertemente la solución. La primera microgota hace virar la solución de incolora a amarilla y el aumento de NaBH4, o de sucesivas gotas, produce una intensificación del color amarillo hacia marrón, que puede llegar a revertir a amarillo claro por la adición de microgotas de H2O2 al 10%. El color amarillo de la solución de plata se puede estabilizar con polivinilpirrolidona (PVP) para evitar que se agreguen las nanopartículas de plata o de cualquier otra especie química presente, y la aplicación de ultrasonidos durante 3-5 minutos con un equipo de ultrasonidos de 20 kHz. Por último se ajusta el pH entre 7-8, por ejemplo adicionando metóxido de potasio en metanol al 25%. La solución se debe dejar estabilizándose durante 24 horas en un refrigerador entre 5 y 10ºC.
Conforme al procedimiento descrito se pueden obtener soluciones de nanoplata con un tamaño de las nanopartículas 40 y 150 nm, y un contenido de plata en solución entre 100 ppm y 200 ppm. Estas soluciones se pueden caracterizar mediante su absorción en un espectrofotómetro de UV-Vis a 420 nm. Las soluciones se mantienen estables en atmósfera inerte y en frío a 4-10ºC.
Adicionalmente, el método de la presente invención también permite obtener materiales compuestos que comprendan los componentes (A) y (C) tal como se describen en esta solicitud de patente. Este método comprende:
a) obtener una solución de un componente (A) formado por oligómeros de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferentemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
d) obtener una solución estabilizada de un componente (C) de tamaño nanométrico, preferentemente de tamaño entre 40 y 150 nm; y
e) mezclar la solución de oligómeros de la etapa a) con la solución del componente (C) de tamaño nanométrico de la etapa d) y sonicar duante al menos un minuto.
En realizaciones preferidas, el método de la presente invención permite obtener un material compuesto formado por oligómeros de quitosano y plata de tamaño nanométrico, donde el método comprende:
a) obtener una solución de oligómeros de quitosano de peso molecular máximo 6000 g/mol, preferentemente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol;
d) obtener una solución estabilizada de un plata tamaño nanométrico, preferentemente de tamaño entre 40 y 150 nm; y
e) mezclar la solución de oligómeros de quitosano de la etapa a) con la solución de plata de tamaño nanométrico de la etapa d) y sonicar duante al menos un minuto.
En realizaciones preferidas, los componentes (A) y (C) del composite se pueden definir tal como se ha descrito anteriormente en esta solicitud de patente. Así mismo, las condiciones preferidas de las etapas a), d) y e) son iguales a las descritas anteriormente para las otras variantes del método de la invención.
En realizaciones preferidas de la presente invención, una vez obtenida las soluciones por separado se pueden preparar las mezclas binarias en la relación 1:1 o ternarias en la relación 1:1:1. Estas se pueden mezclar adicionando siempre la solución que contiene la nanoplata sobre la solución que contiene propóleo-quitosano, o el quitosano en el caso de obtener el composite quitosano-nanoplata. Las muestras utilizadas para llevar a cabo los ensayos de actividad se preparon en el intervalo 50 ug/ml a 900 ug/ml. Por ejemplo se
imagen7
Dentro de la preservación y protección de plantas y/o cultivos, el composite que se describe en esta solicitud de patente, en particular cuando está formado por quitosano/propóleo ó quitosano/propóleo/nanoplata se puede utilizar como pesticida, en apósitos y recubrimientos para la protección y conservación del medio agrícola y forestal en su conjunto, protección de cultivos y de especies forestales.
Dentro de la protección del medio industrial, el composite que se describe en esta solicitud de patente, en particular cuando está formado por quitosano/propóleo ó quitosano/propóleo/nanoplata, se puede utilizar en la protección y preservación de productos, alimentos e instalaciones industriales, preferiblemente cuando el composite forma recubrimiento o película.
En otras realizaciones preferidas, el composite que se describe en esta solicitud de patente, se puede aplicar en el entorno agro-forestal, como nuevos agentes nanopesticidas para la protección antimicrobiana de superficies de plantas y de cultivos, semillas, madera, celulosa, alimentos e instalaciones agroforestales tal como silos, industrias alimentarias y sus instalaciones, industrias de la madera y de la celulosa y sus instalaciones, etc. En Agricultura el material compuesto de la presente invención se puede aplicar como factores de nodulación, agentes osmoprotectores y antioxidantes que beneficien el crecimiento de las cosechas.
En realizaciones especialmente preferidas, la presente invención se refiere al uso del composite que se describe en esta solicitud de patente, en particular cuando está formado por quitosano/propóleo ó quitosano/propóleo/nanoplata, como agente fungicida y/o bactericida frente a:
 Hongos de la yesca en vides o Diplodia seriata;
 Hongo de la enfermedad roja del arroz, Bipolaris orizae;
 Bacterias y hongos de interés clínico. Preferiblemetne, bacterias seleccionadas del grupo que consiste en Staphylococcus aureus, Eschericia coli, Acinetobacter baumanii y Pseudomonas aeruginosa; u hongos seleccionados del grupo que consiste en Candida albicans y Candida glabrata.
Adicionalmente, la presente invención también se refiere al uso de un composite que comprende los componentes (A) y (C) tal como se describen en esta solicitud de patente, preferiblemente oligómeros de quitosano y plata nanométrica tal como se describen en esta solicitud de patente en Agricultura para favorecer el crecimiento de las semillas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1 (A) Diagrama de barras del porcentaje de inhibición del crecimiento del hongo (PI) y (B) diámetro radial del micelio D. seriata (Ø) por quitosano (A50), quitosano+propóleo (B100), quitosano+propóleo+nAg (3 mL) (C1), quitosano+propóleo+nAg (6 mL) (C2), quitosano+propóleo+nAg (1.5 mL) (D1), quitosano+nAg (3 mL) (D2), propóleo+nAg (1.5 mL) (F1), propóleo+nAg (3 mL) (F2), nAg (E), propóleo (P) y testigo (T).
Figura 2. Crecimiento del hongo Diplodia seriata en placas petri y correspondiente a las mezclas A50, B100, C1, C2, D1, D2, F1, F2, B100, E y G); T = testigo. Las manchas que aparecen en las placas petri representan los discos de micelios repicados.
Figura 3. Crecimiento del hongo Biporaris orizae en placas petri. De izquierda a derecha: testigo (diámetro máximo Ø=7.8 cm) y mezcla D2 (quitosano + nAg 6 mL) con un diámetro radial cero y para concentraciones de 300, 600 y 900 µL/mL, respectivamente.
imagen8
imagen9
imagen10
imagen11
imagen12
imagen13
Tratamientos
Concentraciones (µl/ml)
300
600 900
A50B100C1C2D1D2F1F2P
0 0 0 0 0 0 5.7 5.7 6.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Testigo
7.4
En la Figura 3 se ofrece una imagen de diámetro radial del testigo y diferentes concentraciones de muestras D2 de quitosano/plata en placas petri. La muestra a la
5 izquierda corresponde al testigo y ocupa prácticamente todo el diámetro de la placa, mientras que las tres placas de la derecha, correspondientes a mezclas D2 de 300, 600 y 900 µL/mL no exhiben crecimiento miceliar.
Las combinaciones de los productos quitosano+propóleo+plata se han mostrado efectivas para el control de los hongos Bipolaris orizae en semillas de arroz. Se ha comprobado la
10 acción antifúngica sobre el porcentaje de semillas sanas, una medida de la eficiencia del control de hongos para las distintas combinaciones de quitosano/propóleo/plata.
En la Figura 4 se observa que las combinaciones más activas son las de quitosano/propóleo/plata (C1, C2), las de los oligómeros de quitosano (A50) y las combinaciones de quitosano/plata (D1, D2), con porcentajes de inhibición máximos. Siguen
15 en eficacia a estos tratamientos las combinaciones de propóleo/plata (F1, F2) que dan lugar a porcentajes de semillas sanas por encima del 65% y, con porcentajes menores, las mezclas quitosano/propóleo y sólo propóleo.
La fitotoxicidad de las diferentes combinaciones frente al testigo ha sido evaluada a través de los resultados de los ensayos de germinación (EG) y medida de la longitud del tallo y de
20 raíz (LT), recogidos en la Tabla 2.
Del examen de esos resultados se concluye que, para la germinación de semillas de arroz, la combinación quitosano-plata (D2) es el tratamiento que ofrece un mayor índice de germinación (90%). Para el resto de los tratamientos puede establecerse que sus propiedades antifúngicas no se vienen acompañadas de propiedades estimulantes de la
25 germinación o del crecimiento de la plántula (raíz y parte aérea).
Tabla 2. Ensayos de germinación, diámetros de tallo y raíz en semillas tratadas con distintas combinaciones de quitosano/propóleo/plata (CHIPP): A50, B100, C1, C2, D1, D2, F1, F2, P y testigo.
Tratamientos
Concentraciones (µl)
TG (%)
DT (cm) DR (cm)
A50B100C1C2D1D2F1F2P Testigo
85 65 85 85 82 91 60 80 90 85 3.36 2.81 2.87 2.71 3.76 3.92 2.86 2.74 4.18 4.14 8.33 8.75 10.15 9.57 8.89 9.23 9.87 9.31 10.54 10.45
5 Caso 3. Actividad bactericida y fungicida de mezclas binarias y ternarias de quitosano/propóleo/plata sobre cepas bacterianas y hongos de interés hospitalario. Actividad bactericida
Como se muestra en la Figura 5, para concentraciones de 50 μg/mL, las muestras de
propóleonAg o propóleo-quitosano-nAg (muestras 2 y 3) apenas inhiben el crecimiento 10 bacteriano (Staphylococcus aureus) o resultan resistentes (Escherichia coli). Sin embargo,
para concentraciones en torno a 300 μg/mL, quitosano y sus combinaciones con propóleo y
propóleo-nAg son siempre sensibles, hecho que no siempre ocurre para las preparaciones
de propóleo-nAg. La inhibición de la cepa de Staphylococcus aureus ensayada tiene un alto
interés clínico dado su carácter de meticilin resistencia (MRSA). Es de observar que las 15 nanopartículas de plata sola (nAg) no muestran actividad bactericida per se (quizás al ser
retenidas en las capas superiores de los discos de celulosa)
En la Figura 6 puede observarse que para concentraciones por encima de 300 μg/mL, todos
los preparados estudiados inhiben el crecimiento de cepas clínicas de Acinetobacter
baumanii y Pseudomonas aeruginosa. Un estudio comparativo de los halos de inhibición y 20 sus concentraciones permite advertir que una mezcla ternaria de oligómeros de quitosano
propóleo-nanoplata de 300 ug/ml iguala en actividad la que produce el quitosano solo a una
concentración de 500 ug/ml o dicho de otro modo: 100 ug/ml de quitosano en combinación
con las mismas cantidades de propóleo y nanoplata iguala en actividad a la que producen
500 ug/ml de quitosano solo. Puede pues, concluirse indirectamente que la mezcla ternaria 25 multiplica x5 la actividad del quitosano solo.
imagen14

Claims (1)

  1. imagen1
    imagen2
    imagen3
ES201431591A 2014-10-30 2014-10-30 Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico Active ES2568698B1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201431591A ES2568698B1 (es) 2014-10-30 2014-10-30 Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico
PCT/ES2015/070767 WO2016066876A1 (es) 2014-10-30 2015-10-23 Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (c) de tamaño nanométrico

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201431591A ES2568698B1 (es) 2014-10-30 2014-10-30 Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2568698A1 true ES2568698A1 (es) 2016-05-03
ES2568698B1 ES2568698B1 (es) 2017-02-08

Family

ID=55808911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201431591A Active ES2568698B1 (es) 2014-10-30 2014-10-30 Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2568698B1 (es)
WO (1) WO2016066876A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107823222B (zh) * 2017-10-25 2020-05-05 贵安新区瑞诚生物工程有限公司 纳米复合抗菌剂及其制备方法和应用
ES2718225B2 (es) * 2017-12-28 2019-11-14 Univ Valladolid Complejo de inclusion para mejorar la biodisponibilidad de compuestos biologicamente activos no hidrosolubles
CN109601532A (zh) * 2018-12-21 2019-04-12 太原科技大学 防治蚜虫的靶向缓释纳米农药制剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002029908A (ja) * 2000-07-17 2002-01-29 Joriibu:Kk 植物成長調整剤
US20060168924A1 (en) * 2005-02-01 2006-08-03 Shin-Ching Sun Wire gauze filter assembly
KR20060004632A (ko) * 2005-12-28 2006-01-12 정찬영 위생 기능성 혼합물 및 그 혼합물이 도포된 직물지
CN102579702B (zh) * 2012-03-14 2015-07-08 山东赛克赛斯药业科技有限公司 一种治疗口腔溃疡的药物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2568698B1 (es) 2017-02-08
WO2016066876A1 (es) 2016-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roy et al. Gelatin/carrageenan-based functional films with carbon dots from enoki mushroom for active food packaging applications
Kumar et al. Plant extract mediated silver nanoparticles and their applications as antimicrobials and in sustainable food packaging: A state-of-the-art review
Arif et al. A review on recent developments in the biosynthesis of silver nanoparticles and its biomedical applications
Mariselvam et al. Green synthesis of silver nanoparticles from the extract of the inflorescence of Cocos nucifera (Family: Arecaceae) for enhanced antibacterial activity
Ashour et al. Green synthesis of silver nanoparticles using cranberry powder aqueous extract: characterization and antimicrobial properties
Ebrahımı et al. Biosynthesis of copper nanoparticles using aqueous extract of Capparis spinosa fruit and investigation of its antibacterial activity
Dudhane et al. Synthesis and characterization of gold‎ nanoparticles using plant extract of‎ Terminalia arjuna with antibacterial‎ activity
Meng et al. pH-responsive curcumin-based nanoscale ZIF-8 combining chemophotodynamic therapy for excellent antibacterial activity
Nasr et al. Characterization and antimicrobial activity of lemon peel mediated green synthesis of silver nanoparticles
Xia et al. Biosynthesis of silver nanoparticles using Artemisia annua callus for inhibiting stem‐end bacteria in cut carnation flowers
ES2568698A1 (es) Composite con actividad antimicrobiana que comprende dos componentes autoensamblados de origen natural y, opcionalmente, un componente (C) de tamaño nanométrico
Kumari et al. Antimicrobial study of Arjuna Terminalia loaded PLGA nanoparticle
Imchen et al. Biosynthesis of silver nanoparticles using the extract of Alpinia galanga rhizome and Rhus semialata fruit and their antibacterial activity
Hamidi et al. Potential application of plant-based derivatives as green components in functional coatings: A review
Ahmad et al. Chitosan-based topical formulation integrated with green-synthesized silver nanoparticles utilizing Camellia sinensis leaf extracts: A promising approach for managing infected wounds
Villegas-Fuentes et al. Improvement of the optical, photocatalytic and antibacterial properties of ZnO semiconductor nanoparticles using different pepper aqueous extracts
Sowmya et al. A critical review on nano-selenium based materials: synthesis, biomedicine applications and biocompatibility assessment
Anum et al. Management of Botrytis Grey mold of tomato using bio-fabricated silver nanoparticles
Vignesh et al. An effective bio-inspired synthesis of palladium nanoparticles using Crateva religiosa G. Forst. leaf extract: a multi-functional approach for environmental and biomedical applications
CN111802382A (zh) 一种互叶白千层精油配制的鲜切花保鲜剂
Rajeshkumar et al. Biomedical Potential of Zinc Oxide Nanoparticles Synthesized using Plant Extracts
Ji et al. Biochemical and molecular characterization of enhanced growth of Panax ginseng CA Meyer treated with atmospheric pressure plasma
Garcidueñas-Piña et al. Silver nanoparticles synthesized with extracts of leaves of Raphanus sativus L, Beta vulgaris L, and Ocimum basilicum and its application in seed disinfection
RAJU et al. Biogenic synthesis of copper nanoparticles and their biological applications: an overview
Liu et al. A temperature-responsive selenium nanohydrogel for strawberry grey mould management

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2568698

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20170208