Gli scienziati della James Cook University hanno scoperto una tecnica per applicare estratti vegetali naturali come l'olio dell'albero del tè come rivestimento per dispositivi medici, un processo che potrebbe prevenire milioni di infezioni ogni anno.
Professor Mohan Jacob, Responsabile dell'ingegneria elettrica ed elettronica presso JCU, guida una squadra che indaga sul problema. Ha affermato che un numero crescente di interventi chirurgici non pianificati viene eseguito per combattere le infezioni, principalmente causate dall'attività batterica sui dispositivi medici e dalla successiva formazione di "biofilm" su di essi.
"Proprio negli Stati Uniti, ogni anno vengono segnalate circa 17 milioni di nuove infezioni correlate al biofilm, portando a circa 550, 000 morti ogni anno. Si pensa che circa l'80% delle infezioni associate alla chirurgia in tutto il mondo possa riguardare la formazione di biofilm, " Egli ha detto.
Il professor Jacob ha affermato che il team ha convertito prodotti a base vegetale, noti come Plant Secondary Metabolites (PSM), in rivestimenti polimerici per dispositivi medici, compresi gli impianti.
"Derivano da cose come oli essenziali ed estratti di erbe e hanno attività antibatteriche ad ampio spettro relativamente potenti. I PSM sono una risorsa rinnovabile a basso costo disponibile in quantità commerciali, con tossicità limitata, e potenzialmente, meccanismi diversi per combattere i batteri rispetto agli antibiotici sintetici".
Il professor Jacob ha affermato che la ricerca del gruppo ha affrontato il problema persistente di come convertire gli estratti vegetali da uno stato liquido a uno stato solido come rivestimento per dispositivi medici, senza una significativa perdita di efficacia.
La dott.ssa Katia Bazaka è un ricercatore senior aggiunto e membro del team. "Abbiamo usato tecniche potenziate al plasma all'interno di un reattore contenente i vapori di olio essenziale. Quando i vapori sono esposti a una scarica luminescente, si trasformano e si depositano sulla superficie di un impianto come un rivestimento solido biologicamente attivo. Questi hanno mostrato buone proprietà antibatteriche, " lei disse.
"Il vantaggio principale di questo approccio è che non utilizziamo altre sostanze chimiche, come solventi, durante il processo di fabbricazione. Come tale, non vi è alcun rischio che sostanze chimiche potenzialmente dannose vengano trattenute nel rivestimento o che danneggino la superficie del materiale su cui viene applicato il rivestimento. Inoltre rende il processo di fabbricazione più rispettoso dell'ambiente, " ha detto il dottor Bazaka.
Il professor Jacob ha affermato che il gruppo JCU è attualmente il pioniere globale nello sviluppo di film sottili di polimeri di origine vegetale, pubblicando oltre 70 articoli di ricerca e sei dottorati di ricerca. tesi sul campo.
Professor Ian Atkinson, Direttore dell'unità eResearch della JCU e collaboratore del progetto, ha affermato che il lavoro è stato recentemente esteso agli organismi marini come bersaglio, per prevenire la crescita di biofilm sui sensori acquatici e il loro successivo guasto.
"Un'altra caratteristica interessante di questi rivestimenti è la loro trasparenza ottica, che può essere molto importante se le usi per rivestire le lenti a contatto, o finestre ottiche in sensori acquatici, " Egli ha detto.
Il professor Jacob e il suo dottorato di ricerca. gli studenti stanno ora collaborando con il Dr. Peter Mulvey e il Professore Associato Jeff Warner presso l'Australian Institute of Tropical Health and Medicine della JCU per studiare l'attività di diversi tipi di batteri sui rivestimenti a base vegetale.
Sfondo
Anche se gli antibiotici sintetici sono stati l'arma migliore per sradicare le infezioni microbiche dall'arrivo della penicillina, l'abuso di questi farmaci li sta gradualmente rendendo inefficaci. Gli scienziati pensano che se non si sviluppano presto nuove strategie, i trattamenti medici potrebbero tornare all'era in cui lievi lesioni e infezioni comuni si trasformano in gravi problemi medici.
La maggior parte delle piante produce molecole organiche come agenti antimicrobici per combattere i microrganismi dannosi. Negli ultimi decenni, progressi nella sintesi di materiali su scala nanometrica, in particolare la fabbricazione assistita da plasma, ha fornito i mezzi per mantenere le attività antimicrobiche dei metaboliti secondari delle piante all'interno dei rivestimenti bioattivi.
Sebbene il team della JCU abbia studiato molti precursori naturali, il loro obiettivo principale era l'olio essenziale a base australiana, Tea Tree Oil (Melaleuca alternifolia) e suoi componenti. Come parte di un dottorato di ricerca. progetto, La dott.ssa Katia Bazaka ha sviluppato rivestimenti antibatterici dal terpene-4-olo, che è un componente importante dell'olio dell'albero del tè.
