Estudio de la funcionalización de textil de celulosa mediante entrecruzamiento con quitosano, quitooligosacáridos y microcápsulas de quitosano y evaluación de las propiedades antimicrobianas Público Deposited

Se caracterizaron quitosanos y quitooligosacáridos comerciales; se evaluó el efecto de estos últimos sobre el crecimiento de bacterias. Los resultados mostraron que los quitooligosacáridos fueron inhibitorios para Escherichia coli, gram negativa. Pero también se observó que éstos favorecieron el crecimiento de las bacterias gram positivas Lactobacillus plantarum y Bacillus subtillis. Se realizaron tratamientos para la funcionalización de textiles de celulosa por medio del entrecruzamiento químico no tóxico con el quitosano previamente caracterizado; con la finalidad de brindarle propiedades antimicrobianas a la celulosa. Para este fin se llevó a cabo una reacción de esterificación mediante un tratamiento térmico en donde se usó ácido cítrico como agente entrecruzante y fosfato de sodio como catalizador. Se confirmó la presencia de enlaces éster entre el quitosano y la celulosa, pudiendo comprobar con esto la fijación del quitosano en la celulosa. Con la finalidad de incrementar la cantidad de quitosano incorporado a la celulosa esta fue previamente irradiada con luz ultravioleta, probando diferentes tiempos de exposición. Con este pretratamiento se obtuvo una mayor cantidad de quitosano entrecruzado. Una vez establecidas las condiciones para la mejor funcionalización del textil de celulosa entrecruzada con el quitosano, como tiempo de irradiación ultravioleta, temperatura y concentraciones de agente entrecruzante y de catalizador. Se realizó el entrecruzamiento de celulosa con quitooligosacáridos y con microcápsulas de quitosano con aceite esencial de toronja sobre los textiles. Las propiedades antimicrobianas de éstos materiales obtenidos fueron evaluados contra gasa comercial la cual contiene sales cuaternarias de amonio como agente antimicrobiano. Las muestras con mayor contenido de quitosano mostraron mayor inhibición de E.coli y Penicillium chrysogenum durante las primeras 12 h de contacto, que el producto comercial. Los materiales de celulosa tratados con quitooligosacáridos no fueron inhibidores para las cepas evaluadas. Las muestras de textil tratado con las microcápsulas tuvieron 100% de inhibición de E. coli y Staphylococcus epidermidis hasta por 54h, inhibición microbiana similar a la obtenida con la gasa comercial.

In this work, chitosan cross-linked cellulose fibers were prepared using non-toxic and eco-friendly procedures in order to confer antimicrobial properties to cellulose fibers. Initially, commercial chitosans and chitooligosaccharides were physico-chemically characterized and the latter were tested by assays in vitro. Chitosan was selected based on molecular weight and acetylation degree. Chitooligosacharides were inhibitory to the gram negative bacteria E. coli, although favored the growth of gram positive bacteria, Lactobacillus plantarum and Bacillus subtillis. Secondly, the conditions for crosslinking chitosan with cellulose were established by an esterification reaction with citric acid as crosslinking agent and sodium phosphate as catalyst during heat treatment. Pretreatment of cellulose with UV-irradiation resulted in higher chitosan incorporation to cellulose textiles. The presence of carbonyl bonds was confirmed, showing the chemical fixation of chitosan into cellulose. Once the treatments for the best functionalization of the cellulose textile were established, chitooligosacharides and chitosan microcapsules were crosslinked to it. And further, the materials obtained were compared with a commercial textile of cellulose with antimicrobial capacity by the presence of quaternary ammonium salts. The biomass content, spore germination and inhibition percentages of Penicillium chrysogenum and Escherichia coli in the presence of the synthesized materials were determined with high antimicrobial efficiencies; whereas the textiles with COS were not inhibitory to the tested microorganisms. The materials with chitosan microcapsules produced almost 100% of inhibition of E. coli and Staphylococcus epidermidis.

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Última modificación: 08/23/2022
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