Pesquisadores da Universidade de Sheffield têm, pela primeira vez, peças impressas 3-D fabricadas que mostram resistência a bactérias comuns. Isso poderia impedir a propagação de infecções como MRSA em hospitais e lares de idosos, salvando a vida de pacientes vulneráveis.

O estudo foi publicado hoje (21 de janeiro de 2020) em Relatórios Científicos por uma equipe interdisciplinar de pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade e da Faculdade de Odontologia Clínica. A pesquisa combinou a impressão 3-D com um composto antibacteriano à base de prata para produzir as peças.

Os resultados da pesquisa mostraram que o composto antibacteriano pode ser incorporado com sucesso em materiais de impressão 3-D existentes, sem qualquer influência negativa na processabilidade ou resistência da peça, e que sob as condições certas, as partes resultantes demonstram propriedades antibacterianas sem serem tóxicas para as células humanas. Trabalhos adicionais estão em andamento para investigar a extensão total dessa capacidade.

As descobertas oferecem potencial para aplicações em uma ampla gama de áreas, incluindo dispositivos médicos, peças gerais para hospitais que estão sujeitos a altos níveis de contato humano, maçanetas ou brinquedos infantis, produtos de saúde bucal (dentaduras) e produtos de consumo, como capas de telefone celular. Outros projetos estão planejados em cada uma dessas áreas, com o objetivo de trabalhar com líderes da indústria e com potencial para levar alguns desses produtos ao mercado.

Dra. Candice Majewski, acadêmico líder do projeto, que trabalha no Center for Advanced Additive Manufacturing no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Sheffield, disse:"Gerenciando a propagação de bactérias nocivas, infecção e o aumento da resistência aos antibióticos é uma preocupação global. A introdução de proteção antibacteriana a produtos e dispositivos no ponto de fabricação pode ser uma ferramenta essencial nessa luta.

"A maioria dos produtos impressos 3-D atuais não tem funcionalidade adicional. Adicionar propriedades antibacterianas no estágio de fabricação proporcionará uma mudança radical em nossa utilização das capacidades dos processos."

Produtos como dispositivos médicos geralmente já são revestidos com um composto antibacteriano e estão sujeitos a procedimentos de limpeza ou esterilização rígidos e rigorosos. Contudo, embora isso forneça um certo nível de proteção, eles têm suas limitações, como erro humano na limpeza ou danos ao revestimento.

Testes rigorosos e técnicas de imagem foram realizados para estabelecer o efeito do aditivo antibacteriano - observando o efeito na qualidade da peça final, suas propriedades mecânicas e se ele sobreviveu ao processo de fabricação.

As peças com e sem o aditivo antibacteriano foram submersas em várias soluções bacterianas para testar quantas bactérias permaneceram após 24 horas. As partes contendo o aditivo antibacteriano foram eficazes contra exemplos dos dois grupos principais de bactérias, Gram positivo (Staphylococcus aureus) e Gram negativo (Pseudomonas aeruginosa), ambos podem causar muitos tipos diferentes de infecção.

Um efeito adicional foi identificado na redução do número de bactérias presas às superfícies da peça. As bactérias presas às superfícies formam 'biofilmes' que muitas vezes são difíceis de remover; neste caso, foi observado um efeito anti-biofilme, devido à morte de bactérias antes que pudessem aderir às peças. As peças funcionavam menos bem em líquidos contendo muitos nutrientes - descobriu-se que eles interferiam com a prata antes que ela pudesse fazer seu trabalho. Isso ajudará as pessoas a decidir em quais ambientes usar essa tecnologia. Finalmente, as peças também foram testadas com células humanas (cultivadas rotineiramente no laboratório) e não apresentaram toxicidade.

Dr. Bob Turner, do Departamento de Ciência da Computação da Universidade, acrescentou:"Nossas interações com os micróbios são complexas e contraditórias - são essenciais para nossa sobrevivência e podem nos derrubar. Tecnologia como esta será a chave para o manejo informado e sustentável dessa relação crucial com a natureza."

Esta pesquisa envolveu a colaboração com o microbiologista Dr. Joey Shepherd da Escola de Odontologia Clínica da Universidade, que disse:"Incorporar atividade antibacteriana em peças impressas em 3-D é uma nova direção intrigante que só foi possível trabalhando como parte de uma grande equipe com habilidades e experiência complementares."

O estudo, "Uso de aditivos à base de prata para o desenvolvimento de funcionalidade antibacteriana em peças de poliamida 12 sinterizada a laser, "é publicado em Relatórios Científicos .