Attualità
Scienziati USA creano un materiale asettico senza l’uso di antibiotici o prodotti chimici
Un nuovo prodotto che combina rame su una microstruttura di acciaio inossidabile distrugge i batteri bucando la loro membrana cellulare e permettendo di abbattere la carica batterica senz al’uso di prodotti chimici o antibiotici
Scienziati statunitensi hanno ora trovato un modo alternativo per ridurre il carico infettivo, che ha portato a una riduzione di oltre il 90 percento dei batteri presenti nell’intestino di uomini e animali, nonché nella pelle e nelle mucose degli esseri umani.
I ricercatori del Georgia Tech hanno ideato una superficie in acciaio inox nanotessuto rivestita di rame (nSS) per prevenire le infezioni batteriche, efficace nella maggior parte degli ambienti condivisi. Questo materiale naturalmente antibiotico, per motivi fisici e non per l’uso di prodotti chimici, promette di migliorare la medicina, ma anche l’industria in generale
Impiega un duplice approccio con strutture aghiformi di dimensioni nanometriche sull’acciaio inox per interrompere fisicamente le membrane cellulari batteriche, mentre un sottile rivestimento di rame potenzia l’attività antibatterica grazie alle proprietà naturali del rame.
Materiale efficace entro 30 minuti dall’esposizione
La ricerca ha dimostrato che l’Escherichia coli Gram-negativa (batteri presenti nell’intestino di uomini e animali) sembra subire una riduzione del 97% quando viene utilizzato questo materiale . È stata osservata anche una riduzione del 99% dello Staphylococcus epidermidis Gram-positivo (batteri che si trovano sulla pelle e sulle mucose degli esseri umani) entro 30 minuti dall’esposizione.
Lo studio ha osservato che questa significativa attività antibatterica mostra un grande potenziale come potente strumento per prevenire le infezioni batteriche in vari ambienti, tra cui le strutture sanitarie e gli ambienti di ristorazione, senza contribuire alla resistenza agli antibiotici.
Proceesso di produzione del nuovo materiale, da SX in alto iniziale, a Dx in basso finale
È stato utilizzato un processo elettrochimico per fabbricare l’acciaio inossidabile nanotessuto rivestito di Cu, con l’obiettivo di sfruttare le proprietà antibatteriche naturali del rame.
“Uccidere i batteri Gram-positivi senza sostanze chimiche è relativamente facile, ma affrontare i batteri Gram-negativi rappresenta una sfida significativa, a causa della loro membrana cellulare spessa e multistrato. E se questi batteri rimangono sulle superfici, possono crescere rapidamente“, ha dichiarato Anuja Tripathi, autrice principale dello studio e borsista post-dottorato presso la Scuola di Ingegneria Chimica e Biomolecolare.
“Ho cercato di sviluppare una superficie battericida senza antibiotici, efficace contro i batteri Gram-negativi e Gram-positivi”.
Come appare il materiale al microscopio
Necessità di sviluppare superfici antibatteriche senza antibiotici
Il nuovo metodo è stato motivato dalla necessità di sviluppare superfici antibatteriche che permettano di essere asettiche, o almeno non ospitare i battri più pericolosi, senza antibiotici, che non contribuiscano alla resistenza ai farmaci, la cosiddetta antibioticoresistenza. .
Inoltre, deriva dalla preoccupazione per le infezioni batteriche che causano circa 1,27 milioni di morti solo nel 2019 e quasi cinque milioni di altri decessi a livello globale.
La combinazione di nanotessitura e rivestimento in rame consente al nuovo materiale di essere più conveniente e presenta una soluzione scalabile per ridurre la contaminazione batterica nel settore sanitario, nella ristorazione e in altri ambienti condivisi.
“L’acciaio inossidabile nanotesturizzato può uccidere sia i batteri Gram-negativi che Gram-positivi, ma volevamo migliorare l’attività antibatterica per le superfici che possono essere altamente contaminate”, ha osservato Tripathi. “Il rivestimento di rame sull’acciaio inossidabile nanotessuto ci ha fornito un’attività antibatterica molto elevata”.
Tripathi, alludendo inoltre alla recente epidemia di E. coli nei negozi di alimentari di Calgary, in Canada, ha detto di essere stata particolarmente motivata nella sua ricerca, riconoscendo l’urgenza e l’importanza di combattere questi batteri resistenti sulle superfici.
“Possono essere difficili da eliminare. Quindi, se riusciamo ad eliminare efficacemente l’E. coli, abbiamo buone possibilità di eliminare molti batteri sulle superfici”.
Il lavoro futuro studierà l’efficacia del materiale contro altre cellule nocive e le potenziali applicazioni negli impianti medici.
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