- Por Lorenzo Palma Morales
En el marco de una investigación Fondecyt Postdoctoral, un equipo de investigadores ha desarrollado un novedoso nanocompuesto polimérico zwitteriónico (PNs-HTC) con capacidad para eliminar ciprofloxacina (CIP) del agua, que es un antibiótico usado en tratamientos contra infecciones bacterianas.
La presencia de antibióticos en sistemas acuáticos es una preocupación ambiental creciente, dado su impacto en la salud pública y el ecosistema. La ciprofloxacina (CIP) es uno de los antibióticos más preocupantes, su alta persistencia en el medio ambiente favorece la proliferación de bacterias resistentes a los antibióticos, lo que representa un riesgo para la efectividad de futuros tratamientos médicos.
Para abordar esta problemática, un equipo de investigadores liderados por el Dr. Daniel Palacio ha desarrollado un novedoso nanocompuesto polimérico zwitteriónico (PNs-HTC) con capacidad para eliminar CIP del agua. Este material se obtuvo a partir de macromonómeros iónicos de quitosano alquilado, monómeros iónicos y la incorporación de hidrotalcita (HTC), utilizando polimerización por radicales libres in situ.
El investigador Palacio es químico de la Universidad de Córdoba en Colombia y doctor en Química por la Universidad de Concepción. Actualmente, es profesor asistente en el Departamento de Polímeros de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Concepción. Actualmente lidera la tercera etapa de un proyecto Fondecyt Postdoctoral titulado Bio-nanocomplejos basados en quitosano y carboximetilcelulosa con propiedades potenciales para remover antibióticos de ambientes acuáticos que inducen resistencia microbiana.
Los resultados más recientes de su investigación fueron publicados en la revista científica International Journal of Biological Macromolecules. Este trabajo fue realizado en colaboración con sus estudiantes de Doctorado Samir Esquivel y Martina Zuñiga del Doctorado en Ciencias con Mención en Química de la misma casa de estudio , y con colaboradores tanto de la Universidad San Sebastián (USS) y de la Universidad de Concepción (UdeC): Manuel Meléndrez (USS), Eduardo Pereira (UdeC), Bruno F. Urbano (UdeC), Bernabé L. Rivas (USS)..
El nanocompuesto se analizó mediante diversas técnicas, incluyendo espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, resonancia magnética nuclear, difracción de rayos X y análisis termogravimétrico. Los resultados mostraron que la adsorción de CIP alcanzó hasta 84,43 mg/g a 318 K, con una eficiencia de eliminación cercana al 80 % en condiciones óptimas.
El proceso de adsorción se ajustó al isoterma de Temkin y al modelo cinético de pseudo-segundo orden, lo que sugiere una fuerte interacción entre el CIP y los grupos funcionales del nanocompuesto. Factores como el pH, la fuerza iónica y la cantidad de HTC influyeron en la eficiencia de adsorción.
Para el académico de la Universidad de Concepción, “los estudios termodinámicos indicaron que el proceso de adsorción es espontáneo y endotérmico, con un aumento en la aleatoriedad del sistema. Estas características posicionan al PNs-HTC como una solución prometedora para la descontaminación de cuerpos de agua afectados por residuos farmacéuticos”.
Este avance representa un paso significativo, explicó el Dr. Palacio, en la mitigación de la contaminación por antibióticos, ofreciendo un enfoque sostenible y eficiente para la protección del medio ambiente y la salud pública.
Si bien los resultados son alentadores, el estudio se realizó en condiciones de laboratorio controladas, lo que podría diferir de escenarios de tratamiento de aguas residuales a gran escala. El siguiente paso será evaluar su eficacia en sistemas de flujo continuo, acercándose a una implementación real en el tratamiento de aguas residuales a gran escala, concluyó el investigador.
Leer el paper aquí:
https://www.sciencedirect.com/
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