Algún día, las cigarras y las libélulas pueden salvar su vista. La clave de este poder radica en sus alas, que están cubiertas con un bosque de pequeños pilares puntiagudos que empalan y matan las células bacterianas lo suficientemente desafortunadas como para aterrizar en ellas. Ahora, los científicos informan quehan replicado estos nanopilares antibacterianos en polímeros sintéticos que se están desarrollando para restaurar la visión.
Los investigadores presentan su trabajo hoy en la 251ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
"Otros grupos de investigación también han creado superficies antibacterianas de nanopilares, pero ninguno de sus enfoques se puede utilizar en superficies de polímeros normales o se puede ampliar fácilmente", según Albert F. Yee, Ph.D., quien dirige un equipo que trabaja enel tema. Por el contrario, el método de producción que su grupo está adaptando supera estos obstáculos.
"Nuestro método se basa en uno desarrollado a principios de la década de 2000 para la industria de semiconductores", dice Mary Nora Dickson, una estudiante graduada en el laboratorio de Yee. "Es robusto, económico y se puede utilizar en la producción industrial. Ahora puedeaplicarse a dispositivos médicos que podrían mejorar la calidad de vida de las personas "
Una de esas aplicaciones es una córnea artificial que el grupo de Yee pretende construir a partir de poli metacrilato de metilo PMMA, familiar para muchos con nombres comerciales como Plexiglas® y Lucite®. El material ya se usa comúnmente en dispositivos médicos, incluidos los implantableslentes intraoculares y lentes de contacto duras tradicionales. Al construir nanopilares en las superficies de este tipo de dispositivos, los investigadores esperan hacerlos bactericidas sin la necesidad de un recubrimiento biocida separado o antibióticos.
En trabajos anteriores, Yee, Dickson, Elena Liang y sus colegas de la Universidad de California, Irvine, mostraron que sus nanopilares, como los de las alas de cigarra, pueden matar las bacterias denominadas "gramnegativas". Este grupo de microorganismosincluye E. coli . Pero los nanopilares de cigarra no pueden matar otro tipo de bacteria conocida como "grampositiva" porque estos microbios tienen paredes celulares más gruesas. Eliminan estas bacterias, que incluyen MRSA resistente a la meticilina Staphylococcus aureus y estreptococo conocido como "estreptococo", es importante porque causan infecciones en dispositivos médicos y en hospitales.
En comparación con los nanopilares de cigarra, los que tienen alas de libélula son más altos y más delgados, y pueden matar las bacterias grampositivas. Ahora Dickson está tratando de formar este tipo de nanopilares en PMMA. Sin embargo, está descubriendo que estas estructuras son más difíciles dereplicarse que los pilares rechonchos de las cigarras. Actualmente está modificando el proceso de producción de varias maneras diferentes para superar estos desafíos.
Por ejemplo, una versión del proceso utiliza moldes comerciales que contienen miles de millones de pequeños hoyos en un área que cubre solo unas pocas pulgadas cuadradas. Al presionar el molde sobre una película de polímero calentada se vuelve a formar la película, dejándola decorada con nanopilares una vez que el moldeese método funciona bien para los pilares más gruesos con forma de cigarra, pero los pilares más finos con forma de libélula tienden a romperse cuando se quita el molde, al igual que los pastelitos sobre cocidos pegados al interior de un molde para muffins sin engrasar.
Entonces, Dickson está experimentando con recubrimientos de silano fluorado para el molde; estos recubrimientos podrían ayudar a liberar los pilares cuando sea el momento de eliminar la película de polímero. También está probando diferentes composiciones químicas para el molde en sí.
Yee, Liang y Dickson ahora están aplicando su técnica a superficies curvas como una córnea artificial. Para esta aplicación, Dickson creó un molde flexible para los pilares tipo cigarra. Recientemente demostró que la superficie de PMMA nanopilada producida con este molde curvoconserva la capacidad de matar bacterias sin dañar otros tipos de células en el ojo. El equipo actualmente está desarrollando un molde para los pilares más altos, tipo libélula.
El grupo ha solicitado patentes sobre la superficie bactericida y la aplicación de córnea artificial y espera comenzar los ensayos con animales este año.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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