Nanoplacas de grafite em dispositivos médicos matam bactérias e previnem infecções
p Nanoplacas de grafite integradas em superfícies médicas de plástico podem prevenir infecções, matando 99,99 por cento das bactérias que tentam se ligar - uma solução potencial barata e viável para um problema que afeta milhões, custa muito tempo e dinheiro, e acelera a resistência aos antibióticos. As nanoplacas na superfície dos implantes evitam a infecção bacteriana, mas, crucialmente, sem danificar células humanas saudáveis. As células humanas são cerca de 25 vezes maiores que as bactérias, então, enquanto as nanoplacas de grafite cortam e matam as bactérias, eles mal arranham uma célula humana. Crédito:Yen Strandqvist / Chalmers
p Nanoplacas de grafite integradas em superfícies médicas de plástico podem prevenir infecções, matando 99,99 por cento das bactérias que tentam se ligar - uma solução potencial barata e viável para um problema que afeta milhões, custa muito tempo e dinheiro, e acelera a resistência aos antibióticos. Isso é de acordo com uma pesquisa da Chalmers University of Technology, Suécia, no jornal
Pequena . p Todo ano, mais de quatro milhões de pessoas na Europa são afetadas por infecções contraídas durante procedimentos de saúde, de acordo com o Centro Europeu para Prevenção e Controle de Doenças (ECDC). Muitas dessas são infecções bacterianas que se desenvolvem em torno de dispositivos médicos e implantes dentro do corpo, como cateteres, próteses de quadril e joelho ou implantes dentários. No pior dos casos, os implantes precisam ser removidos.
p Infecções bacterianas como essa podem causar grande sofrimento aos pacientes e custar muito tempo e dinheiro aos serviços de saúde. Adicionalmente, grandes quantidades de antibióticos são usados atualmente para tratar e prevenir essas infecções, custando mais dinheiro, e acelerar o desenvolvimento de resistência aos antibióticos.
p "O objetivo da nossa pesquisa é desenvolver superfícies antibacterianas que possam reduzir o número de infecções e a subsequente necessidade de antibióticos, e ao qual as bactérias não podem desenvolver resistência. Nós agora mostramos que as superfícies personalizadas formadas de uma mistura de polietileno e nanoplacas de grafite podem matar 99,99 por cento das bactérias que tentam se prender à superfície, "diz Santosh Pandit, pesquisador de pós-doutorado no grupo de pesquisa do Professor Ivan Mijakovic na Divisão de Biologia de Sistemas, Departamento de Biologia e Biotecnologia, Chalmers University of Technology.
p As infecções nos implantes são causadas por bactérias que viajam pelo corpo em fluidos como o sangue, em busca de uma superfície para anexar. Quando pousam em uma superfície adequada, eles começam a se multiplicar e formar um biofilme - um revestimento bacteriano.
p Crédito:Chalmers University of Technology
p Estudos anteriores dos pesquisadores Chalmers mostraram como flocos verticais de grafeno, colocado na superfície de um implante, poderia formar um revestimento protetor, tornando impossível a fixação de bactérias - como espinhos em prédios projetados para evitar que os pássaros façam ninhos. Os flocos de grafeno danificam a membrana celular, matando as bactérias. Mas produzir esses flocos de grafeno é caro, e atualmente não é viável para produção em grande escala.
p "Mas agora, alcançamos os mesmos efeitos antibacterianos notáveis, mas usando nanoplacas de grafite relativamente baratas, misturado com um polímero muito versátil. O polímero, ou plástico, não é inerentemente compatível com as nanoplacas de grafite, mas com técnicas de fabricação de plástico padrão, conseguimos adaptar a microestrutura do material, com cargas de enchimento bastante altas, para obter o efeito desejado. E agora tem grande potencial para uma série de aplicações biomédicas, "diz Roland Kádár, Professor Associado do Departamento de Ciência Industrial e de Materiais da Chalmers.
p As nanoplacas na superfície dos implantes evitam a infecção bacteriana, mas, crucialmente, sem danificar células humanas saudáveis. As células humanas são cerca de 25 vezes maiores que as bactérias, então, enquanto as nanoplacas de grafite cortam e matam as bactérias, eles mal arranham uma célula humana.
p “Além de reduzir o sofrimento dos pacientes e a necessidade de antibióticos, implantes como esses podem levar a menos necessidade de trabalho subsequente, uma vez que eles podem permanecer no corpo por muito mais tempo do que os usados hoje, "diz Santosh Pandit." Nossa pesquisa também pode contribuir para reduzir os enormes custos que essas infecções causam aos serviços de saúde em todo o mundo. "
p No estudo, os pesquisadores experimentaram diferentes concentrações de nanoplacas de grafite e o material plástico. Uma composição de cerca de 15-20 por cento de nanoplacas de grafite teve o maior efeito antibacteriano - contanto que a morfologia seja altamente estruturada.
p "Como no estudo anterior, o fator decisivo é orientar e distribuir corretamente as nanoplacas de grafite. Eles devem ser ordenados com muita precisão para atingir o efeito máximo, "diz Roland Kádár.