Cientistas de materiais do NUST MISIS apresentaram nanorrevestimentos antibacterianos com base em nitreto de boro, que são altamente eficazes contra patógenos microbianos (até 99,99%). Eles podem se tornar uma alternativa segura aos antibióticos usuais em implantologia, uma vez que não apresentam efeitos colaterais negativos típicos. Os resultados do trabalho são publicados em Materiais e interfaces aplicados ACS .

Devido ao aumento significativo no número de procedimentos cirúrgicos em todo o mundo, os cientistas estão abordando o problema das infecções microbianas causadas por implantes. É especialmente grave durante operações ortopédicas e dentais. Não é segredo que a terapia medicamentosa concomitante para a inflamação ao redor dos implantes costuma levar a efeitos colaterais devido às propriedades características dos antibióticos, bem como as altas doses necessárias.

Um grupo de jovens cientistas do NUST MISIS propôs uma solução não padronizada para o problema, investigando a interação da bactéria Gram-negativa resistente a antibióticos Escherichia coli (E.coli) e um nanofilme consistindo de uma superfície estruturada de nitreto de boro. Descobriu-se que esse revestimento inativa 100% das células bacterianas após 24 horas.

"O nitreto de boro hexagonal tem um complexo de propriedades físico-químicas e mecânicas únicas. Como resultado dos experimentos, descobrimos que a estrutura específica especial das nanopartículas de nitreto de boro fornece um efeito bactericida comparável ao de um antibiótico:as bactérias morrem como resultado do contato físico direto com uma superfície especial em forma de agulha do nano-filme. Ao mesmo tempo, não há efeitos colaterais típicos de um antibiótico nos tecidos do corpo, e o nitreto de boro em si não causa citotoxicidade, "disse Christina Gudz, co-autor do estudo, pesquisador do Laboratório de Nanomateriais Inorgânicos NUST MISIS.

Os pesquisadores foram além e preencheram os microporos de uma fina camada de nitreto de boro com o antibiótico gentamicina. O resultado é um efeito antibacteriano devido à liberação completa do medicamento em um curto período inicial. Além disso, sua dose era uma ordem de magnitude menor do que com uma injeção convencional.

"Levando em consideração o peso médio do paciente de 60 kg, sua dose diária de antibiótico é de aproximadamente 180 mg; desde que a área do implante seja, dizer, 30 cm ² e dado que 55 μg de antibiótico são liberados do nanorrevestimento em estudo no primeiro dia, Acontece que o método proposto assume 100 vezes menos antibiótico do que com uma injeção padrão, "acrescentou Christina Gudz.

De acordo com os autores do desenvolvimento, a aplicação de um filme antibacteriano à base de nanopartículas de nitreto de boro no implante pode minimizar o risco de contaminação bacteriana devido às propriedades físicas da própria superfície, assim como, no caso de modificação de antibióticos, entrega local de uma quantidade mínima do componente bactericida sem pesar o implante.

Atualmente, a equipe está concluindo estudos in vitro dos revestimentos obtidos e também trabalhando na otimização do método de revestimento para seu uso futuro.