(Phys.org) - Inspirado pela estrutura de asa de uma pequena mosca, uma equipe de pesquisa liderada pelo NPL desenvolveu superfícies nano-padronizadas que resistem à adesão bacteriana enquanto apoiam o crescimento de células humanas.

A disseminação da resistência antimicrobiana com o surgimento de 'superbugs' que resistem até mesmo aos antibióticos de 'último recurso' levou a Organização Mundial da Saúde (OMS) a enfrentar formalmente o problema de uma era pós-antibiótica indesejada.

Os antibióticos são produtos químicos seletivamente tóxicos para as bactérias. As bactérias resistentes podem quebrar os antibióticos para torná-los menos tóxicos ou alterar os locais aos quais se ligam para desviar a ação antibacteriana. Nesta Luz, está se tornando claro que alcançar um equilíbrio sutil entre antibióticos e infecções é uma jornada longa e talvez sem fim que exige a busca por abordagens alternativas.

Remédio para transplante, a cicatrização de feridas e a cirurgia de enxerto têm requisitos particularmente estritos para o crescimento de células e tecidos sem infecção. Encorajadoramente, as abordagens que apóiam isso não se limitam ao uso de antibióticos. Uma solução notável é fornecida por uma fonte improvável - a cigarra.

As asas desta pequena mosca exibem estruturas em pilares bactericidas em nanoescala. Cada um desses pilares é um pique de várias dezenas de nanômetros de diâmetro e é separado de outros piques em intervalos regulares do nanômetro. Densamente compactado nas superfícies das asas, esses pilares se organizam em nanopadrões que perfuram as membranas das células bacterianas em contato, destruindo bactérias.

Inspirado por este exemplo, uma equipe de pesquisa do NPL e da Escola de Ciências Orais e Odontológicas da Universidade de Bristol projetou superfícies biocompatíveis exibindo matrizes de nanofios. Cada um desses nanofios, de uma forma semelhante aos nanopilares da cigarra, atua como uma pequena lança que perfura as células bacterianas, causando seu vazamento e morte. Notavelmente, Contudo, e ao contrário das asas de cigarra, esses substratos também são capazes de guiar as células humanas para que cresçam e se multipliquem.

Ting Diu, um aluno de doutorado que trabalhou no projeto, publicado em NPG's Relatórios Científicos este mês, disse:"Os materiais biocompatíveis não têm pistas de superfície que podem guiar as células de uma maneira específica. As superfícies que projetamos agem como escudos autodescontaminantes que podem separar as células humanas, que eles apóiam, de bactérias, ao qual eles resistem. Por causa dessas propriedades, nosso raciocínio pode ser adaptado para uma variedade de implantes biomédicos, superfícies anti-incrustantes ou biossensores. "

O conceito introduzido é promissor para materiais clinicamente relevantes, pois oferece uma justificativa física para a ação antimicrobiana. Em marcante contraste com os mecanismos bioquímicos dos antibióticos, que estão sujeitos a resistência adquirida, mecanismos físicos não são específicos, e não pode ser revertido ou alterado, combater as células bacterianas como um todo.