Pesquisadores da North Carolina State University descobriram que um polímero elástico possui propriedades antimicrobianas de amplo espectro, permitindo que ele mate uma variedade de vírus e bactérias resistentes a medicamentos em apenas alguns minutos - incluindo Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA).

"Estávamos explorando uma abordagem diferente para a criação de materiais antimicrobianos quando observamos algum comportamento interessante desse polímero e decidimos explorar seu potencial em maior profundidade, "diz Rich Spontak, co-autor correspondente de um artigo sobre a obra e Distinto Professor de Engenharia Química e Biomolecular na NC State. "E o que descobrimos é extremamente promissor como uma arma alternativa às abordagens existentes relacionadas a materiais na luta contra patógenos resistentes a medicamentos. Isso pode ser particularmente útil em ambientes clínicos, como hospitais ou consultórios médicos, bem como instalações para idosos , onde a transmissão de patógenos pode ter consequências terríveis. "

As propriedades antimicrobianas do polímero derivam de sua arquitetura molecular única, que atrai água para uma sequência de unidades de repetição que são quimicamente modificadas (ou funcionalizadas) com grupos de ácido sulfônico.

"Quando os micróbios entram em contato com o polímero, a água na superfície dos micróbios interage com os grupos funcionais do ácido sulfônico no polímero - criando uma solução ácida que mata rapidamente as bactérias, "diz Reza Ghiladi, um professor associado de química na NC State e co-autor correspondente do artigo. "Essas soluções ácidas podem ser tornadas mais ou menos poderosas controlando o número de grupos funcionais de ácido sulfônico no polímero."

Os pesquisadores testaram o polímero contra seis tipos de bactérias, incluindo três cepas resistentes a antibióticos:MRSA, Enterococcus faecium resistente à vancomicina, e Acinetobacter baumannii resistente a carbapenem. Quando 40% ou mais das unidades de polímero relevantes contêm grupos de ácido sulfônico, o polímero matou 99,9999% de cada cepa de bactérias em cinco minutos.

Os pesquisadores também testaram o polímero contra três vírus:um vírus análogo da raiva, uma cepa de influenza e uma cepa de adenovírus humano.

"O polímero foi capaz de destruir totalmente a gripe e o análogo da raiva em cinco minutos, "diz Frank Scholle, professor associado de ciências biológicas na NC State e co-autor do artigo. "Embora o polímero com concentrações mais baixas de grupos de ácido sulfônico não tenha nenhum efeito prático contra o adenovírus humano, poderia destruir 99,997% desse vírus em níveis mais elevados de ácido sulfônico. "

Uma preocupação dos pesquisadores era que o efeito antimicrobiano do polímero poderia piorar progressivamente com o tempo, já que os grupos de ácido sulfônico foram neutralizados quando interagiram com íons carregados positivamente (cátions) na água. Contudo, eles descobriram que o polímero poderia ser totalmente "recarregado" ao ser exposto a uma solução ácida.

"Em ambientes de laboratório, você pode fazer isso mergulhando o polímero em um ácido forte, "Ghiladi diz." Mas em outros ambientes - como um quarto de hospital - você poderia simplesmente borrifar a superfície do polímero com vinagre. "

Esse processo de "recarga" funciona porque toda vez que um dos grupos de ácido sulfônico carregados negativamente se combina com um cátion na água - o que pode acontecer quando o polímero entra em contato com micróbios - o grupo de ácido sulfônico se torna eletricamente neutro. Isso torna o grupo ácido ineficaz contra os micróbios. Mas quando o polímero neutralizado é submetido ao ácido, esses grupos funcionais podem trocar cátions ligados com prótons do ácido, tornando os grupos de ácido sulfônico ativos novamente - e prontos para matar os patógenos microbianos.

"O trabalho que fizemos aqui destaca uma nova abordagem promissora para a criação de superfícies antimicrobianas para uso na luta contra patógenos resistentes a medicamentos - e infecções adquiridas em hospitais em particular, "Ghiladi diz.

"Polímeros de bloco funcional como este são altamente versáteis - utilizáveis ​​como meio de tratamento de água, atuadores macios, células solares e membranas de separação de gás - e ambientalmente benignas, uma vez que podem ser prontamente recicladas e reutilizadas, "Spontak acrescenta." Esses recursos os tornam particularmente atraentes para uso generalizado.

“E este trabalho se concentrou em apenas uma série de polímeros fabricados pela Kraton Polymers, "Spontak diz." Estamos muito ansiosos para ver como podemos modificar ainda mais este e outros polímeros para reter tais propriedades antimicrobianas eficazes e de ação rápida, enquanto melhoramos outros atributos que seriam atrativos para outras aplicações. "

O papel, "Polímeros multibloco carregados de auto-esterilização inerente que matam micróbios resistentes a medicamentos em minutos, "aparece no jornal Horizontes de materiais .