Os cientistas da James Cook University descobriram uma técnica para aplicar extratos naturais de plantas, como o óleo da árvore do chá, como revestimento para dispositivos médicos, um processo que pode prevenir milhões de infecções todos os anos.

Professor Mohan Jacob, Chefe de Engenharia Elétrica e Eletrônica na JCU, lidera uma equipe que investiga o problema. Ele disse que um número crescente de cirurgias não planejadas estão sendo realizadas para combater infecções - principalmente causadas por atividade bacteriana em dispositivos médicos e uma subsequente formação de 'biofilme' neles.

"Só nos EUA, cerca de 17 milhões de novas infecções relacionadas ao biofilme são relatadas anualmente, levando a aproximadamente 550, 000 mortes a cada ano. Acredita-se que cerca de 80% das infecções associadas à cirurgia em todo o mundo podem estar relacionadas à formação de biofilme, " ele disse.

O professor Jacob disse que a equipe converteu produtos à base de plantas - conhecidos como Metabólitos Secundários de Plantas (PSMs) - em revestimentos de polímero para dispositivos médicos, incluindo implantes.

"Eles são derivados de coisas como óleos essenciais e extratos de ervas e têm atividades antibacterianas de amplo espectro relativamente poderosas. PSMs são um recurso renovável de baixo custo disponível em quantidades comerciais, com toxicidade limitada, e potencialmente, diferentes mecanismos de combate às bactérias do que os antibióticos sintéticos. "

O professor Jacob disse que a pesquisa do grupo abordou o problema persistente de como converter os extratos de plantas de um estado líquido para um estado sólido como um revestimento para dispositivos médicos, sem perda significativa de eficácia.

A Dra. Katia Bazaka é Pesquisadora Sênior Adjunta e membro da equipe. "Usamos técnicas aprimoradas com plasma em um reator contendo vapores de óleo essencial. Quando os vapores são expostos a uma descarga luminescente, eles são transformados e assentam na superfície de um implante como um revestimento sólido biologicamente ativo. Estes mostraram boas propriedades antibacterianas, " ela disse.

"A principal vantagem dessa abordagem é que não estamos usando outros produtos químicos, como solventes, durante o processo de fabricação. Como tal, não há ameaça de produtos químicos potencialmente perigosos serem retidos no revestimento ou danificarem a superfície do material sobre o qual o revestimento é aplicado. Também torna o processo de fabricação mais ecológico, "disse o Dr. Bazaka.

O professor Jacob disse que o grupo JCU é atualmente o pioneiro global no desenvolvimento de filmes finos de polímeros derivados de plantas - publicando mais de 70 artigos de pesquisa e seis Ph.D. teses na área.

Professor Ian Atkinson, Diretor da unidade de pesquisa eletrônica da JCU e colaborador do projeto, disse que o trabalho foi recentemente estendido para atingir organismos marinhos, para prevenir o crescimento de biofilmes em sensores aquáticos e sua subsequente falha.

“Outro atrativo desses revestimentos é a transparência ótica, o que pode ser muito importante se você os estiver usando para revestir lentes de contato, ou janelas ópticas em sensores aquáticos, " ele disse.

Professor Jacob e seu Ph.D. os alunos estão agora colaborando com o Dr. Peter Mulvey e o Professor Associado Jeff Warner no Instituto Australiano de Saúde e Medicina Tropical, com sede na JCU, para estudar a atividade de diferentes tipos de bactérias nos revestimentos à base de plantas.

Fundo

Embora os antibióticos sintéticos tenham sido a melhor arma para erradicar infecções microbianas desde a chegada da penicilina, o uso excessivo desses medicamentos está gradativamente tornando-os ineficazes. Os cientistas acham que, se novas estratégias não forem desenvolvidas em breve, os tratamentos médicos podem retroceder para a era em que ferimentos leves e infecções comuns se transformam em sérios problemas médicos.

A maioria das plantas produz moléculas orgânicas como agentes antimicrobianos para combater microorganismos prejudiciais. Nas últimas décadas, progresso na síntese de materiais em nanoescala, em particular a fabricação assistida por plasma, forneceu os meios para reter as atividades antimicrobianas de metabólitos secundários de plantas em revestimentos bioativos.

Embora a equipe JCU tenha investigado muitos precursores naturais, seu foco principal era o óleo essencial australiano, Óleo da árvore do chá (Melaleuca alternifolia) e seus componentes. Como parte de um Ph.D. projeto, Dra. Katia Bazaka desenvolveu revestimentos antibacterianos de terpeno-4-ol, que é um dos principais componentes do óleo da árvore do chá.