p Bactérias resistentes a antibióticos que colonizam superfícies e equipamentos médicos estão causando aumentos anuais alarmantes no número de pacientes infectados em hospitais e clínicas. Uma equipe da KAUST está trabalhando para reduzir esses números com um polímero inteligente que muda de cor e ativa enzimas antimicrobianas naturais quando a contaminação bacteriana é detectada. p A exposição constante a bactérias salivares torna ferramentas dentais, como placas de imagem de raios-X reutilizáveis, ambientes ideais para biofilmes virulentos. Uma solução para este problema é revestir os dispositivos com polímeros incorporados com cristais em nanoescala que liberam íons de prata lentamente, um agente biocida de amplo espectro. Contudo, desafios com a lixiviação de nanopartículas, impediram o avanço desta tecnologia.

p Professor Associado Niveen Khashab, seu Ph.D. o estudante Shahad Alsaiari e colegas do Centro de Membranas Avançadas e Materiais Porosos da Universidade perceberam que mudar para nanopartículas de ouro poderia fornecer capacidades de detecção de revestimentos antimicrobianos - esses cristais minúsculos têm propriedades ópticas sensíveis que podem ser ajustadas para detectar interações biomoleculares específicas. Mas incorporá-los com segurança em polímeros exigiu novos tipos de nanofillers.

p "Nanofillers são pequenos agentes químicos distribuídos na matriz de um compósito de polímero, "explicou Khashab." Eles são dopantes, então eles melhoram o material regular e introduzem novas propriedades - no nosso caso, tornando o revestimento antibacteriano. "

p A abordagem da equipe usa nanoclusters de ouro tratados com enzimas de lisozima que têm defesas inatas contra patógenos, como Escherichia coli, comumente conhecido como E. coli. Eles anexaram esses coloides à superfície ligeiramente maior, nanopartículas de sílica porosa recheadas com moléculas de antibióticos.

p Normalmente, este complexo de ouro-sílica emite brilho, luz fluorescente vermelha. Mas quando as unidades de lisozima encontram bactérias, uma forte atração pelas paredes celulares arranca os nanoaglomerados de ouro de seus parceiros de sílica - uma ação que simultaneamente desliga a fluorescência e libera a carga do antibiótico.

p Os experimentos de mistura revelaram que as nanopartículas à base de ouro integraram-se completamente em compostos de polímero e exibiram lixiviação mínima durante os testes com E. coli. Khashab atribui essas interações favoráveis ​​de polímero às arestas expostas de aglomerados de ouro nas esferas de sílica

p Os pesquisadores testaram seu conceito comparando placas dentais de raios-X com e sem o revestimento de polímero inteligente. Ambas as amostras produziram as mesmas imagens de alta resolução dos dentes e da estrutura óssea. Contudo, apenas a placa revestida permitiu uma avaliação visual rápida da contaminação bacteriana, simplesmente iluminando o dispositivo com uma lâmpada ultravioleta e procurando a mudança de cor. A liberação bem-sucedida do agente antibacteriano também diminuiu drasticamente o acúmulo de biofilme.

p “O processo de revestimento é fácil, "observou Khashab." Estamos procurando melhorar esta tecnologia para incluir outros dispositivos médicos de diferentes tamanhos e formas. "