Evaluación de nanopartículas de cobre con quercetina en un modelo de anillos de tráquea aislados de rata Wistar

Abstract

Las nanopartículas de cobre (CuNPs) son de interés por ser una alternativa económica respecto a las de oro y plata. Las aplicaciones de las CuNPs se dan en el área biomédica, aparatos electrónicos e incluso en conservación de alimentos. Sin embargo, su síntesis convencional empleando agentes como la hidrazina o borohidruro de sodio plantea riesgos para la salud y el ambiente. Es por lo que, se ha propuesto una síntesis verde como una opción favorable, a partir del uso de fitocompuestos como la quercetina. En este trabajo, se optimizó la síntesis de CuNPs mediante un diseño factorial 2 a la 4, evaluando cuatro factores: concentración de sal metálica, concentración de agente reductor, potencia de microondas y tiempo de reacción. Se encontró que las condiciones óptimas para obtener nanopartículas estables con un plasmón de resonancia superficial a 500 nm fueron las del nivel alto. Se optó por llevar a cabo la calcinación de éstas y compararlas con un lote adquirido con proveedor. Las CuNPs empleadas fueron caracterizadas mediante técnicas de espectroscopia de UV-Vis, dispersión dinámica de luz (DLS), potencial Z, microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía infrarroja. La evaluación biológica se llevó a cabo en un modelo ex vivo de tráquea de rata Wistar, donde los resultados sugirieron que en concentraciones acumulativas se presentan contracciones transitorias al añadir cada concentración. Además, se evaluó la producción de óxido nítrico (NO) por la técnica de Griess, lo que indicó que este biomarcador se produce en mayor cantidad para las CuNPs cubiertas con quercetina.

Copper nanoparticles (CuNPs) are of interest as a cost-effective alternative to gold and silver nanoparticles. Their applications include the biomedical field, electronic devices, and food preservation. However, conventional synthesis methods using agents such as hydrazine or sodium borohydride pose health and environmental risks. Therefore, green synthesis using phytocompounds like quercetin has been proposed as a safer alternative. In this study, CuNPs synthesis was optimized through a 24 factorial design, evaluating four factors: metal salt concentration, reducing agent concentration, microwave power, and reaction time. The optimal conditions to obtain stable nanoparticles with a surface plasmon resonance peak at 500 nm corresponded to the highest levels of these factors. The nanoparticles were then calcined and compared with a commercial batch. Characterization of CuNPs was performed using UV-Vis spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), zeta potential, scanning electron microscopy (SEM), and infrared spectroscopy. Biological evaluation was carried out using an ex vivo model of Wistar rat trachea, where cumulative concentrations caused transient contractions upon each addition. Additionally, nitric oxide (NO) production was measured by the Griess assay, revealing higher levels of this biomarker in CuNPs coated with quercetin.