p Os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica para matar bactérias em segundos usando nanodiscos de ouro altamente porosos e luz, de acordo com um estudo publicado hoje em Optical Materials Express , um jornal publicado pela The Optical Society. O método pode um dia ajudar os hospitais a tratar algumas infecções comuns sem o uso de antibióticos, o que pode ajudar a reduzir o risco de propagação da resistência aos antibióticos. p "Mostramos que todas as bactérias foram mortas muito rapidamente ... em 5 a 25 segundos. É um processo muito rápido, "disse o autor correspondente Wei-Chuan Shih, um professor do departamento de engenharia elétrica e de computação, Universidade de Houston, Texas.

p Os cientistas criam nanopartículas de ouro no laboratório, dissolvendo ouro, reduzindo o metal em pedaços cada vez menores desconectados até que o tamanho deva ser medido em nanômetros. Um nanômetro equivale a um bilionésimo de um metro. Um cabelo humano tem entre 50, 000 a 100, 000 nanômetros de diâmetro. Uma vez miniaturizado, as partículas podem ser criadas em várias formas, incluindo hastes, triângulos ou discos.

p Pesquisas anteriores mostram que as nanopartículas de ouro absorvem luz fortemente, convertendo os fótons rapidamente em calor e atingindo temperaturas quentes o suficiente para destruir vários tipos de células próximas - incluindo células cancerosas e bacterianas.

p Em 2013, Shih e seus colegas da Universidade de Houston criaram um novo tipo de nanopartícula semelhante a um disco de ouro que mede algumas centenas de nanômetros de diâmetro. Os discos estão crivados de poros, dando às partículas uma aparência de esponja que ajuda a aumentar sua eficiência de aquecimento, mantendo sua estabilidade, disse Shih.

p No novo trabalho, os pesquisadores começaram a testar as propriedades antimicrobianas de suas novas nanopartículas quando ativadas pela luz. Eles cultivaram bactérias no laboratório, incluindo E. coli e dois tipos de bactérias resistentes ao calor que prosperam até mesmo nos ambientes mais escaldantes, como as fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone.

p Então, eles colocaram as células da bactéria na superfície de um revestimento de camada única dos minúsculos discos e brilharam perto da luz infravermelha de um laser sobre eles. Depois, eles usaram testes de viabilidade celular e imagens SEM para ver qual a porcentagem de células que sobreviveram ao procedimento.

p Usando uma câmera de imagem térmica, a equipe de pesquisa mostrou que a temperatura da superfície das partículas atingiu temperaturas de até 180 graus Celsius quase instantaneamente, "distribuindo choques térmicos" na matriz circundante. Como resultado, todas as células bacterianas foram mortas em 25 segundos, relatam os pesquisadores.

p E. coli provou ser mais vulnerável ao tratamento; todas as suas células morreram após apenas cinco segundos de exposição ao laser. Os outros dois tipos de bactérias exigiram os 25 segundos completos, mas isso ainda é muito mais rápido do que os métodos tradicionais de esterilização, como água fervente ou usando fornos de calor seco, que pode levar de minutos a uma hora para funcionar, disse Shih. E é "consideravelmente mais curto" do que outras matrizes de nanopartículas demonstraram em estudos recentes, os pesquisadores escrevem. O tempo necessário para atingir níveis semelhantes de morte celular nesses estudos varia de 1 a 20 minutos.

p Em testes de controle, os pesquisadores descobriram que nem os discos de ouro nem a luz do laser mataram quase o mesmo número de células.

p A técnica tem importantes aplicações biomédicas em potencial, disse Shih. Atualmente, os pesquisadores estão investigando o uso das partículas como um revestimento simples para cateteres para ajudar a reduzir o número de infecções do trato urinário em hospitais.

p "Qualquer tipo de procedimento ativado por luz seria muito mais fácil de implementar na cabeceira de um paciente, "em vez de remover e potencialmente substituir o cateter toda vez que ele precisa ser limpo, ele disse.

p Outra aplicação potencial que eles estão explorando é a integração de nanopartículas com membranas de filtro em pequenos filtros de água, ele disse, para ajudar a melhorar a qualidade da água.