WO2011128488A1 - Composición de silicatos de aluminio y nanopartículas de plata como bactericidas - Google Patents

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WO2011128488A1
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kaolin
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María Belen CABAL ÁLVAREZ
José S. Moya Corral
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Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic)
Fundación Instituto Tecnológico De Materiales De Asturias (Itma)
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    • A61K9/141Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a composition of aluminum silicate and silver nanoparticles smaller than 50 nm distributed on its surface, its use as a bactericide and a method of obtaining said composition.
  • antibacterial properties of silver in low concentrations against a wide range of pathogens including common bacterial strains causing implant-associated infections, as well as their non-toxicity to mammalian cells are well known.
  • Most of the biomaterials that contain silver as an antimicrobial substance consist of the elemental or cationic form of the metal supported by both organic and inorganic matrices. Antimicrobial activity is studied in the cases of polymers and bioglasses that contain silver, but this is not the case in nanostructured aluminum-silver silicate composites.
  • the biocidal activity of the silver nanoparticles is influenced by their size: the smaller the size, the greater the antimicrobial activity, so that the agglomeration of the nanoparticles presents a problem against this activity.
  • the inventors of the present application have found a solution to prevent the agglomeration of silver nanoparticles by using said nanoparticles on the surface of different substrates, and in particular on aluminum silicates, which confer on said composition a characteristic of zero toxicity for use in medical applications, textiles among others.
  • the present invention provides a nanocomposite or nanostructured powder composition comprising an aluminum silicate and, adhered to its surface, silver nanoparticles of sizes less than 50 nm. It also provides a method of obtaining said composition as well as the use thereof as a bactericide.
  • a first aspect of the present invention relates to a composition (from now on composition of the invention) comprising an aluminum silicate and silver nanoparticles of size smaller than 50 nm distributed on its surface.
  • the size of the silver nanoparticles is less than 20 nm.
  • said silver nanoparticles are deposited on the surface of the aluminum silicate, said aluminum silicate can be both hydrated and non-hydrated.
  • the aluminum silicate is selected from kaolin, metacaolin, montmorillonite, mica or any combination thereof. More preferably the aluminum silicate is kaolin.
  • the weight percentage of silver is between 0.01 and 1.5% with respect to the final composition. In a more preferred embodiment the weight percentage of silver is between 0.1 and 0.8% by weight.
  • a second aspect of the present invention relates to a process for obtaining the composition of the invention (from now on the process of the invention), which comprises the steps:
  • surfactant in the present invention is meant that substance or product that has the ability to decrease surface tension between two surfaces in contact.
  • Surfactants are molecules that have a hydrophilic part and another hydrophobic part, known to any person skilled in the art.
  • the process of the invention further comprises a pH adjustment between 6 and 7, to the suspension obtained in step (a).
  • the process of the invention in a preferred embodiment further comprises a step (b ' ) of precipitation of silver ions at pH between 8 and 10 by stirring the suspension obtained in step (b).
  • the process of the invention further comprises filtering, washing with water and drying at temperatures between 50 and 100 ° C of the product obtained in step (b ' ).
  • the process of the invention further comprises filtering, washing with water and drying at temperatures between 50 and 100 QC of the product obtained in step (c).
  • the silver precursor is AgN0 3 .
  • the reduction is performed with a reducing agent that is selected from H 2 and NaBH 4 .
  • the main advantage of the process of the invention with respect to the current state of the art is the fact that the agglomeration of silver nanoparticles is avoided by being adhered to the substrate, that is, to the aluminum silicate.
  • the procedure comprises the steps:
  • Another alternative to the process of the invention relates to the deposition of silver comprising the steps:
  • a third aspect of the present invention relates to the use of the composition as described above, as a bactericide, of great efficacy as shown in the examples of the invention.
  • composition of the invention in the present invention means those substances used for the destruction of bacteria.
  • the composition of the invention can be applied in the field of surgical implants, public use facilities (sanitary, hospital, transportation, etc.), air conditioning equipment, food, dental, paints, clothing, packaging (food, domestic, pharmaceutical, medical devices).
  • Another advantage of the composition of the invention as a bactericide is the low toxicity that it presents, which is shown by checking that the material is leached an amount of silver less than 3 ppm, and these levels being well below the toxic level.
  • Figure 1. Shows the micrograph obtained by Transmission Electron Microscopy in which the homogeneous distribution of silver nanoparticles smaller than 20 nm adhered to the kaolin surface of approximately obtained by method 1 is observed.
  • Figure 2. Shows the micrograph obtained by Transmission Electron Microscopy in which a nanocomposite powder obtained by method 2 is observed, where it is observed that Ag nanoparticles are smaller than 20 nm.
  • Example 1 Obtaining the nanocomposite powders of the invention. Procedure of deposition of silver on the nanoparticles of kaolin or metacaolin.
  • nanostructured powders of the invention were obtained through two methods.
  • aqueous suspension of kaolin or metacaolin is prepared.
  • an anionic surfactant is introduced in low concentration as a dispersant (1% by weight with respect to the concentration in solids of kaolin or metacaolin);
  • the pH is adjusted to 6.5 with an aqueous solution of 1 M HNO 3 , so that the good dispersion of the kaolin or metacaolin is maintained while the pH conditions are far from favoring precipitation of the precursor of silver;
  • a nanocomposite powder with silver nanoparticles smaller than 20 nm adhered to the surface of a kaolin or metacaolin nanoparticle, approximately, with a homogeneous distribution was thus obtained. As seen in figure 1.
  • Method 2 Deposition of silver nanoparticles, Ag °, occurs on kaolin or from a silver precursor dispersed in water under optimal pH and dispersant conditions. The reduction is carried out in situ with radiation or with a reducing agent at room temperature, as detailed below: a) An aqueous suspension is prepared with the kaolin or metacaolin powder.
  • an anionic surfactant is introduced in low concentration as dispersant ⁇ Dolapix);
  • the pH is adjusted to 6.5 with an aqueous solution of 1 M HNO 3 to achieve a good dispersion of the kaolin particles and to avoid, at the same time, the precipitation of the Ag + ions as Ag 2 0;
  • the reduction of the silver is carried out chemically in situ, using as a reducing agent, for example, NaBH 4 , which reacts with silver in the 1: 8 molar ratio (NaBH 4 : Ag + ), according to the reactions:
  • a reducing agent for example, NaBH 4 , which reacts with silver in the 1: 8 molar ratio (NaBH 4 : Ag + ), according to the reactions:
  • suspensions of 300 mg / ml (weight / weight) in water were prepared from the preparations according to method 2, containing 1% silver.
  • 10 ⁇ of each of the precultures of the microorganisms were inoculated at 1 ml of LB.
  • 150 ⁇ of the samples of kaolin-nAg were added to the cultures resulting in a final concentration of 0.036% by weight of Ag.
  • samples without silver were prepared as a control, consisting of a mixture of water plus the nutrient. The cultures were incubated at 37 ° C under agitation and aliquots of the different cultures were taken for viable counting after serial dilutions of the different cultures.
  • aqueous suspension (9% solids weight) was prepared with the kaolin powder obtained by method 2 (it was used as a precursor of AgN0 3 silver, the silver content in the final compound being 1% weight (based on the content in solids of kaolin.)
  • the test performed with Micrococcus Iuteus shows a titer at 24 hours ⁇ 1.0x10 4 , while the control is 1.0x10 12. After 72 hours, the concentration of leached silver in the culture medium It was ⁇ 3 ppm.
  • aqueous suspension (9% solids weight) was prepared with the kaolin powder obtained by method 2 (it was used as a precursor of AgN03 silver, the silver content in the final compound being 1% weight (based on the solids content of kaolin)
  • the test carried out with Escherichia coli JM 1 10 shows a titre at 24 hours ⁇ 1.0x10 4 , while the control is 2.93x10 12. After 72 hours, the concentration of silver leached in the middle of culture was ⁇ 3 ppm.

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición de un polvo nanocompuesto o nanoestructurado que comprende un silicato de aluminio y distribuidas sobre su superficie nanopartículas de plata de tamaños inferiores a 50 nm, a su uso como bactericida y a un procedimiento de obtención de dicha composición.

Description

COMPOSICIÓN DE SILICATOS DE ALUMINIO Y NANOPARTÍCULAS DE
PLATA COMO BACTERICIDAS
La presente invención se refiere a una composición de silicato de aluminio y nanopartículas de plata de tamaño inferior a 50 nm distribuidas sobre su superficie, a su uso como bactericida y a un procedimiento de obtención de dicha composición.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Son bien conocidas las propiedades antibacteríanas de la plata en bajas concentraciones frente a una amplia gama de patógenos, incluidas las cepas de bacterias comunes causantes de las infecciones asociadas a implantes, así como su no toxicidad para células de mamíferos. La mayor parte de los biomateriales que contienen plata como sustancia antimicrobiana consisten en la forma elemental o catiónica del metal soportada tanto por matrices orgánicas como inorgánicas. Está estudiada la actividad antimicrobiana en los casos de polímeros y biovidrios que contienen plata, pero no es así en el caso de materiales compuestos nanoestructurados silicato de aluminio-plata.
Recientemente, se han publicado estudios sobre la obtención de compuestos de caolín con nanopartículas de plata [Patakfalvi, P., Dékány, I. Applied Clay Science, 2004, 25, pp. 149-159; Patakfalvi, P., Dékány, I. Proceeding of SPIE- The international society for opticai engineeríng, 2003, 51 18, pp. 657-667; Patakfalvi, P., Oszkó, A., Dékány, I. Colloids and Suríace A: Physicochemical and Engineeríng Aspects, 2003, 220, pp. 45-54]. En estos trabajos se propone la síntesis de nanopartículas de plata en el espacio interlaminar del caolín, habiendo sido éste previamente disgregado al intercalar dimetil sulfóxido. En ninguno de los casos citados se evaluó la capacidad antimícrobiana de estos materiales, únicamente se presentaron como posibles aplicaciones de los mismos en usos como componentes fotosensibles, catalizadores, en fotocatálisis, en espectroscopia Raman de superficie mejorada y en análisis químico.
La actividad biocida de las nanopartículas de plata está influenciada por su tamaño: a menor tamaño, mayor actividad antimicrobiana, por lo que la aglomeración de las nanopartículas presenta un problema frente a dicha actividad.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los inventores de la presente solicitud han encontrado una solución para evitar la aglomeración de las nanopartículas de plata mediante el uso de dichas nanopartículas sobre la superficie de distintos sustratos, y en particular sobre silicatos de aluminio, que confieren a dicha composición una característica de nula toxicidad para su utilización en aplicaciones médicas, textiles entre otras. La presente invención proporciona una composición en polvo nanocompuesto o nanoestructurado que comprende un silicato de aluminio y, adherido a su superficie, nanopartículas de plata de tamaños inferiores a 50 nm. También proporciona un procedimiento de obtención de dicha composición así como el uso del mismo como bactericida.
Por tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere a una composición (a partir de ahora composición de la invención) que comprende un silicato de aluminio y nanopartículas de plata de tamaño menor a 50 nm distribuidas sobre su superficie. Preferiblemente el tamaño de las nanopartículas de plata es menor a 20 nm.
En una realización preferida dichas nanopartículas de plata están depositadas sobre la superficie del silicato de aluminio, pudiendo estar dicho silicato de aluminio tanto hidratado como no hidratado. Preferiblemente el silicato de aluminio se selecciona de entre caolín, metacaolín, montmorillonita, mica o cualquiera de sus combinaciones. Más preferiblemente el silicato de aluminio es caolín.
En una realización preferida el porcentaje en peso de plata es de entre el 0,01 y el 1 5 % con respecto a la composición final. En una realización más preferida el porcentaje en peso de plata es de entre el 0,1 y el 0,8 % en peso.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de la composición de la invención (a partir de ahora procedimiento de la invención), que comprende las etapas:
a) suspensión acuosa del silicato de aluminio con un agente surfactante,
b) adición a la suspensión obtenida en (a) de un precursor de plata, y
c) reducción de la plata del producto obtenido en (b).
Por "agente surfactante" en la presente invención se entiende aquella sustancia o producto que posee la capacidad de disminuir la tensión superficial entre dos superficies en contacto. Los agentes surfactantes son moléculas que tienen una parte hidrofílica y otra parte hidrofóbica, conocidas por cualquier experto en la materia.
En una relación preferida el procedimiento de la invención además comprende un ajuste de pH entre 6 y 7, a la suspensión obtenida en la etapa (a).
El procedimiento de la invención en una realización preferida comprende además una etapa (b') de precipitación de iones plata a pH entre 8 y 10 mediante agitación de la suspensión obtenida en la etapa (b). Preferiblemente el procedimiento de la invención comprende además un filtrado, lavado con agua y secado a temperaturas de entre 50 y 100 °C del producto obtenido en la etapa (b'). En otra realización preferida el procedimiento de la invención además comprende un filtrado, lavado con agua y secado a temperaturas de entre 50 y 100 QC del producto obtenido en la etapa (c).
Preferiblemente el precursor de plata es AgN03.
En una realización preferida la reducción se realiza con un agente reductor que se selecciona entre H2 y NaBH4.
La principal ventaja del procedimiento de la invención respecto al estado de la técnica actual lo constituye el hecho de que se evita la aglomeración de las nanopartículas de plata por encontrarse adheridas al sustrato, es decir, al silicato de aluminio.
En una alernativa al procedimiento de la invención, éste se realiza medíante la deposición de nanopartículas de plata en la superficie del silicato de aluminio (hidratado o no hidratado). De esta forma, el procedimiento comprende las etapas:
a) Preparación de una suspensión acuosa de silicato de aluminio a la que se le añade un surfactante preferiblemente de carácter aniónico en baja concentración,
b) ajuste del pH entre 6 y 7 con una disolución acuosa de HNO3 1 M, de modo que se mantiene la buena dispersión del caolín a la vez que las condiciones de pH están lejos de favorecer la precipitación del precursor de plata,
c) adición, en ausencia de luz, de una disolución acuosa de la sal de plata precursora con la concentración necesaria para que el contenido de plata elemental sea de entre el 0,01 y el 8 % peso en el compuesto final, referido al contenido en sólidos de silicato de aluminio, preferentemente al 1 % en peso de plata, d) agitación fuerte de la suspensión, ajusfando el pH a 9, de modo que se precipitan cationes Ag+ como óxido, Ag2O,
e) filtrado, lavado con agua destilada y secado del polvo resultante, y
f) reducción en atmósfera de H2 en el intervalo de temperaturas comprendido entre 150 y 500 °C, preferentemente 350 °C.
Otra alternativa al procedimiento de la invención se refiere a la deposición de la plata que comprende las etapas:
a) Preparación de una suspensión acuosa con el polvo de silicato de aluminio a la que se le añade un surfactante preferiblemente aniónico en baja concentración,
b) Ajuste del pH de entre 6 y 7 con una disolución acuosa de HNO3 1 M, de modo que se mantiene la buena dispersión del silicato de aluminio a la vez que las condiciones de pH están lejos de favorecer la precipitación del precursor de plata,
c) Adición gota a gota de la cantidad necesaria de la disolución del precursor de plata, preferiblemente AgNO3, para obtener en el producto final una concentración de Ag° es entre el 0,01 y el 8% peso en el compuesto final, manteniendo fuerte agitación durante 10 minutos, preferentemente al 1 % en peso de plata,
d) Reducción química in situ de la plata, utilizando cualquier radiación o agente químico reductor, preferentemente NaBH4, que se adiciona gota a gota a la dispersión manteniendo la agitación fuerte, y e) Filtrado, lavado con agua destilada y secado en estufa a 60°C.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere al uso de la composición según se ha descrito anteriormente, como bactericida, de gran eficacia como se muestra en los ejemplos de la invención.
Por "bactericida" en la presente invención se entiende aquellas sustancias empleadas para la destrucción de bacterias. La composición de la invención se puede aplicar en el sector de los implantes quirúrgicos, instalaciones de uso público (sanitarias, hospitalarias, transporte, etc.), equipos de aire acondicionado, alimentación, dental, pinturas, prendas de vestir, embalajes (alimentos, domésticos, farmacéuticos, dispositivos médicos). Otra ventaja de la composición de la invención como bactericida es la baja toxicidad que presenta, lo que se pone de manifiesto al comprobar que el material se lixivia una cantidad de plata inferior a 3 ppm, y encontrándose estos niveles muy por debajo del nivel tóxico.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Muestra la micrografía obtenida por Microscopía Electrónica de Transmisión en la que se observa la distribución homogénea de nanopartículas de plata menores de 20 nm adheridas a la superficie de caolín de, aproximadamente obtenidas mediante el método 1 .
Figura 2.- Muestra la micrografía obtenida por Microscopía Electrónica de Transmisión en la que se observa un polvo nanocompuesto obtenido por el método 2, donde se observa que las nanopartículas de Ag son menores de 20 nm. EJEMPLOS
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la especificidad y efectividad de la composición de silicato de aluminio con nanopartículas de plata como bactericida y su procedimiento de obtención.
Ejemplo 1.- Obtención de los polvos nanocompuesto de la invención. Procedimiento de deposición de plata sobre las nanopartículas de caolín o metacaolín.
Se describe el procedimiento de deposición de nanopartículas de plata en la superficie del silicato de aluminio (hidratado o no hidratado), para la obtención del polvo nanocompuesto de la invención, y que a continuación se detalla.
A partir de este punto, los polvos nanoestructurados de la invención se obtuvieron a través de dos métodos.
Método 1 .
Se produce la deposición de óxido de plata a partir de un precursor (por ejemplo, nitrato de plata) sobre una dispersión acuosa de caolín con la cantidad óptima de surfactante. A continuación, se procede a la reducción del catión Ag+ a Ag° en horno en atmósfera de H2, tal y como se detalla a continuación:
a) Se prepara una suspensión acuosa de caolín o metacaolín. Para conseguir una mejor dispersión de caolín o metacaolín se introduce un surfactante aníónico en baja concentración como dispersante (1 % en peso respecto a la concentración en sólidos de caolín o metacaolín); b) Se ajusta el pH a 6,5 con una disolución acuosa de HNO3 1 M, de modo que se mantiene la buena dispersión del caolín o del metacaolín a la vez que las condiciones de pH están lejos de favorecer la precipitación del precursor de plata; c) Se añade, protegiendo de la luz, una disolución acuosa de la sal de plata precursora con la concentración necesaria para que el contenido de plata elemental esté comprendida entre el 0,01 y el 15 % peso en el compuesto final caolín o metacaolín-Ag (referido al contenido en sólidos de caolín o metacaolín);
d) Mientras se agita fuertemente la suspensión, se ajusta el pH a 9, de modo que se precipitan cationes Ag+ como óxido, Ag20, y
e) Tras filtrado y lavado, se seca y reduce en atmósfera de H2 en el intervalo de temperaturas comprendido entre 50 y 500°C.
De la misma forma se realizó el procedimiento con metacaolín.
Se obtuvo así un polvo nanocompuesto con nanopartículas de plata menores de 20 nm adheridas a la superficie de una nanopartícula de caolín o metacaolín, aproximadamente, con una distribución homogénea. Como se observa en la figura 1 .
Método 2. Se produce la deposición de nanopartículas de plata, Ag°, sobre caolín o a partir de un precursor de plata dispersado en agua en condiciones de pH y dispersante óptimas. La reducción se realiza in situ con radiación o con un agente reductor a temperatura ambiente, tal y como se detalla a continuación: a) Se prepara una suspensión acuosa con el polvo de caolín o metacaolín.
Para conseguir una mejor dispersión del caolín o del metacaolín se introduce un surfactante aniónico en baja concentración como dispersante {Dolapix);
b) se ajusta el pH a 6,5 con una disolución acuosa de HNO3 1 M para conseguir un buena dispersión de las partículas de caolín y evitar, al mismo tiempo, la precipitación de los iones Ag+ como Ag20;
c) para obtener en el producto final una concentración de Ag° comprendida entre el 0,01 y el 15% peso en el compuesto final caolín o metacaolín- Ag, se añade la cantidad necesaria de precursor, AgNÜ3. Una vez añadido gota a gota sobre la dispersión de caolín o metacaolín, se deja agitando fuertemente 10 min antes de iniciar el siguiente paso. Este proceso es necesario hacerlo protegiendo de la luz la disolución con el precursor y la dispersión una vez añadido el precursor;
d) la reducción de la plata se realiza químicamente in situ, usando como agente reductor, por ejemplo, NaBH4, que reacciona con la plata en la relación molar 1 :8 (NaBH4:Ag+), según las reacciones:
8(Ag+ + 1 e <± Ag°)
BH -4+ 3H20→ B(OH)3+ 7H++ 8e"
8Ag++ BH4 '+ 3H20→ Ag° + B(OH)3 + 7H+ e) se procede a la deposición gota a gota de la disolución de NaBH4 sobre la dispersión; y
f) se agita fuertemente, se procede a su filtrado, lavado con agua destilada y, por último, secado en estufa a 60°C.
De la misma forma se realizó el procedimiento con metacaolín. Se obtuvo así un polvo nanocompuesto de la invención, donde se observa que las nanopartículas de Ag son menores de 20 nm. Como se observa en la figura 2.
Ejemplo 2.- Ensayos de actividad biocida y lixiviado de los polvos nanocompuestos de la invención
Se realizaron tests bactericidas para investigar el efecto de las muestras que contenían plata sobre diferentes organismos: Escherichia coli JM 1 10 (Gram- negative bacteria), Micrococcus luteus (Gram-positive bacteria). Los microorganismos se sembraron en medio sólido, placas Petri, de Luria Bertani (LB) (conteniendo: triptona 1 %, extracto de levadura 0,5 %, CINa 1 %, agar 1 ,5 %). Las placas se incubaron 24 horas a 37°C. A continuación, colonias aisladas de las placas anteriores de cada microorganismo se inocularon en 1 mi de LB y se cultivaron a 37°C durante 5 horas para obtener los pre-cultivos. Paralelamente se prepararon suspensiones de 300 mg/ml (peso/peso) en agua de las preparaciones según el método 2, conteniendo 1 % de plata. Finalmente 10 μΙ de cada uno de los precultivos de los microorganismos se inocularon a 1 mi de LB. A los cultivos se añadieron 150 μΙ de las muestras de caolín-nAg resultando en una concentración final de 0,036 % en peso de Ag. Asimismo, se prepararon como control muestras sin plata, consistentes en una mezcla de agua más el nutriente. Los cultivos se incubaron a 37°C en agitación y se tomaron alícuotas de los distintos cultivos para el contaje de viables tras diluciones seriadas de los distintos cultivos.
2.1. - Test biocida realizado con Micrococcus íuteus
Se preparó una suspensión acuosa (9 % peso de sólidos) con el polvo de caolín obtenido por el método 2 (se utilizó como precursor de plata AgN03, siendo el contenido en plata en el compuesto final del 1 % peso (referido al contenido en sólidos de caolín). El test realizado con Micrococcus Iuteus muestra un título a las 24 horas <1 ,0x104, mientras que el control es 1 ,0x1012. Al cabo de 72 horas, la concentración de plata lixiviada en el medio de cultivo fue <3 ppm.
2.2. - Test bíocída realizado con Escherichia coli
Se preparó una suspensión acuosa (9 % peso de sólidos) con el polvo de caolín obtenido por el método 2 (se utilizó como precursor de plata AgN03, siendo el contenido en plata en el compuesto final del 1 % peso (referido al contenido en sólidos de caolín). El test realizado con Escherichia coli JM 1 10 muestra un título a las 24 horas <1 ,0x104, mientras que el control es 2,93x1012. Al cabo de 72 horas, la concentración de plata lixiviada en el medio de cultivo fue <3 ppm.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Composición que comprende un silicato de aluminio y distribuidas sobre su superficie nanopartículas de plata de tamaño menor a 50 nm.
2. Composición según la reivindicación 1 , donde el tamaño de las nanopartículas de plata es menor de 20 nm.
3. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde el silicato de aluminio se selecciona de entre caolín, metacaolín, montmorílloníta, mica o cualquiera de sus combinaciones.
4. Composición según la reivindicación 3, donde el silicato de aluminio es caolín.
5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el porcentaje en peso de plata es de entre el 0,01 y el 15%.
6. Composición según la reivindicación 5, donde el porcentaje en peso de plata es de entre el 0,1 y el 0,8%.
7. Procedimiento de obtención de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende las etapas:
a. suspensión acuosa del silicato de aluminio con un agente surfactante,
b. adición a la suspensión obtenida en (a) de un precursor de plata, y
c. reducción de la plata del producto obtenido en (b).
8. Procedimiento según la reivindicación 7, que además comprende un ajuste de pH entre 6 y 7, a la suspensión obtenida en la etapa (a).
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, que además comprende una etapa (b') de precipitación de iones plata a pH entre 8 y 10 mediante agitación de la suspensión obtenida en la etapa (b).
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que además comprende un filtrado, lavado con agua y secado a temperaturas de entre 50 y 100SC del producto obtenido en la etapa (b').
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, que además comprende un filtrado, lavado con agua y secado a temperaturas de entre 50 y 100°C del producto obtenido en la etapa (c).
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 , donde el precursor de plata es AgN03.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, donde la reducción se realiza con un agente reductor que se selecciona de entre H2 o NaBH4.
14. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, como bactericida.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013143508A2 (es) 2012-03-30 2013-10-03 Centro Nacional De Biopreparados (Biocen) Método para la detección, recuperación, identificación y enumeración simultánea de microorganismos y dispositivos para su ejecución

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849512B2 (en) 2011-07-01 2017-12-26 Attostat, Inc. Method and apparatus for production of uniformly sized nanoparticles
ES2414282B1 (es) * 2012-01-18 2014-05-13 Endeka Ceramics, S.A. Nanocomposite de plata para tinta de piezas cerámicas, tintas bactericidas multifuncionales obtenidas a partir de los mismos, y método de preparacion
CL2013002101A1 (es) * 2013-07-23 2014-08-29 Univ Chile Aditivo que confiere propiedades biocidas a distintos materiales que comprende un material de soporte o portador modificado con un agente bacteriano que forma estructuras nanometricas sobre la superficie externa de dicho material de soporte; y metodo para preparacion de dicho aditivo.
CN103639423B (zh) * 2013-12-27 2016-06-08 哈尔滨理工大学 硅酸铝包覆银纳米核壳粒子及制备方法和用途
US20160081346A1 (en) 2014-09-23 2016-03-24 Attostat, Inc. Antimicrobial compositions and methods
WO2016048291A1 (en) 2014-09-24 2016-03-31 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions for suppressing bacterial growth in a subterranean environment
US9839652B2 (en) 2015-04-01 2017-12-12 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for treating or preventing tissue infections and diseases
US11473202B2 (en) 2015-04-13 2022-10-18 Attostat, Inc. Anti-corrosion nanoparticle compositions
EP3283580A4 (en) 2015-04-13 2019-03-20 Attostat, Inc. ANTI-CORROSION NANOPARTICLE COMPOSITIONS
US10201571B2 (en) 2016-01-25 2019-02-12 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for treating onychomychosis
WO2018065178A1 (en) 2016-10-06 2018-04-12 Unilever N.V. Oligodynamic silver coated sand particles
WO2018158486A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 Laboratorio Jaer, S.A. Phyllosilicate-copper solid materials with biocidal activity
US11018376B2 (en) 2017-11-28 2021-05-25 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for enhancing lead-acid batteries
US11646453B2 (en) 2017-11-28 2023-05-09 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for enhancing lead-acid batteries
US12115250B2 (en) 2019-07-12 2024-10-15 Evoq Nano, Inc. Use of nanoparticles for treating respiratory infections associated with cystic fibrosis

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006049378A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Bio Dreams Co. Ltd. Nano-silicasilver and method for the preparation thereof
US20090148484A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 National Taiwan University Stably-dispersing composite of metal nanoparticle and inorganic clay and method for producing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006049378A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Bio Dreams Co. Ltd. Nano-silicasilver and method for the preparation thereof
US20090148484A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 National Taiwan University Stably-dispersing composite of metal nanoparticle and inorganic clay and method for producing the same

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATAKFALVI, P., DÉKANY, APPLIED CLAY SCIENCE, vol. 25, 2004, pages 149 - 159
PATAKFALVI, P., DÉKANY, PROCEEDING OF SPIE-THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, vol. 5118, 2003, pages 657 - 667
PATAKFALVI, P.; OSZKO, A., DÉKANY, COLLOIDS AND SURFACE A: PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, vol. 220, 2003, pages 45 - 54
See also references of EP2559436A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013143508A2 (es) 2012-03-30 2013-10-03 Centro Nacional De Biopreparados (Biocen) Método para la detección, recuperación, identificación y enumeración simultánea de microorganismos y dispositivos para su ejecución

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