Las nanoplaquetas de grafito integradas en las superficies médicas de plástico pueden prevenir infecciones, matando al 99.99 por ciento de las bacterias que intentan adherirse, una solución potencial barata y viable para un problema que afecta a millones, cuesta grandes cantidades de tiempo y dinero, y acelera la resistencia a los antibióticosSegún la investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, en la revista. pequeño .
Cada año, más de cuatro millones de personas en Europa se ven afectadas por infecciones contraídas durante los procedimientos de atención médica, según el Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades ECDC. Muchas de estas son infecciones bacterianas que se desarrollan alrededor de dispositivos médicos e implantes dentro deel cuerpo, como catéteres, prótesis de cadera y rodilla o implantes dentales. En el peor de los casos, los implantes deben extraerse.
Las infecciones bacterianas como esta pueden causar un gran sufrimiento a los pacientes y les cuesta a los servicios de atención médica enormes cantidades de tiempo y dinero. Además, actualmente se usan grandes cantidades de antibióticos para tratar y prevenir tales infecciones, lo que cuesta más dinero y acelera el desarrollo de antibióticosresistencia.
"El propósito de nuestra investigación es desarrollar superficies antibacterianas que puedan reducir la cantidad de infecciones y la posterior necesidad de antibióticos, y a las cuales las bacterias no puedan desarrollar resistencia. Ahora hemos demostrado que las superficies a medida se forman a partir de una mezcla de nanoplaquetas de polietileno y grafitopuede matar al 99,99 por ciento de las bacterias que intentan adherirse a la superficie ", dice Santosh Pandit, investigador postdoctoral en el grupo de investigación del profesor Ivan Mijakovic en la División de Biología de Sistemas, Departamento de Biología y Biotecnología, Universidad Tecnológica de Chalmers.
Las infecciones en los implantes son causadas por bacterias que viajan alrededor del cuerpo en fluidos como la sangre, en busca de una superficie a la que adherirse. Cuando aterrizan en una superficie adecuada, comienzan a multiplicarse y formar una biopelícula, una bacteriarevestimiento.
Estudios previos de los investigadores de Chalmers mostraron cómo las escamas verticales de grafeno, colocadas en la superficie de un implante, podrían formar una capa protectora, haciendo imposible que las bacterias se adhieran, como picos en edificios diseñados para evitar que las aves aniden.Los copos de grafeno dañan la membrana celular, matando a las bacterias, pero producir estos copos de grafeno es costoso y actualmente no es factible para la producción a gran escala.
"Pero ahora, hemos logrado los mismos efectos antibacterianos sobresalientes, pero usando nanoplaquetas de grafito relativamente económicas, mezcladas con un polímero muy versátil. El polímero, o plástico, no es inherentemente compatible con las nanoplaquetas de grafito, sino con las técnicas estándar de fabricación de plástico, logramos adaptar la microestructura del material, con cargas de relleno bastante altas, para lograr el efecto deseado. Y ahora tiene un gran potencial para una serie de aplicaciones biomédicas ", dice Roland Kádár, profesor asociado en el Departamento de Industria y Materiales.Ciencia en Chalmers.
Las nanoplaquetas en la superficie de los implantes previenen la infección bacteriana pero, fundamentalmente, sin dañar las células humanas sanas. Las células humanas son alrededor de 25 veces más grandes que las bacterias, por lo que mientras las nanoplaquetas de grafito se cortan y matan a las bacterias, apenas arañan una célula humana.
"Además de reducir el sufrimiento de los pacientes y la necesidad de antibióticos, los implantes como estos podrían generar menos requisitos para el trabajo posterior, ya que podrían permanecer en el cuerpo por mucho más tiempo que los que se usan hoy en día", dice Santosh Pandit. "Nuestrola investigación también podría contribuir a reducir los enormes costos que tales infecciones causan a los servicios de salud en todo el mundo ".
En el estudio, los investigadores experimentaron con diferentes concentraciones de nanoplaquetas de grafito y material plástico. Una composición de alrededor de 15-20 por ciento de nanoplaquetas de grafito tuvo el mayor efecto antibacteriano, siempre que la morfología sea altamente estructurada.
"Como en el estudio anterior, el factor decisivo es orientar y distribuir las nanoplaquetas de grafito correctamente. Deben estar ordenadas con mucha precisión para lograr el máximo efecto", dice Roland Kádár.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Original escrito por Susanne Nilsson Lindh y Joshua Worth. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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