I ricercatori della North Carolina State University hanno incorporato con successo "fotosensibilizzanti" in una gamma di polimeri, dando a quei materiali la capacità di rendere inattivi batteri e virus usando solo ossigeno ambientale e luce a lunghezza d'onda visibile. Il nuovo approccio apre le porte a una gamma di nuovi prodotti volti a ridurre la trasmissione di agenti patogeni resistenti ai farmaci.

"La trasmissione di patogeni resistenti agli antibiotici, compresi i cosiddetti "superbatteri, ' rappresenta una minaccia significativa per la salute pubblica, con milioni di casi medici che si verificano ogni anno solo negli Stati Uniti, "dice Reza Ghiladi, professore associato di chimica presso NC State e co-autore corrispondente di un documento sul lavoro. "Molte di queste infezioni sono causate da agenti patogeni trasmessi in superficie.

"Il nostro obiettivo con questo lavoro era sviluppare materiali autosterilizzanti, non tossico e abbastanza resistente per l'uso pratico. E abbiamo avuto successo".

"È stato fatto molto lavoro per sviluppare molecole fotosensibilizzanti che utilizzano l'energia della luce visibile per convertire l'ossigeno nell'aria in ossigeno biocida 'singolo', che perfora efficacemente virus e batteri, "dice Richard Spontak, illustre professore di ingegneria chimica e biomolecolare, professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e co-autore corrispondente dell'articolo. "Non c'è resistenza a questa modalità di azione.

"Però, la maggior parte del lavoro precedente in questo settore è stato svolto utilizzando substrati – come la cellulosa – che non sono pratici per l'uso quotidiano in luoghi come gli ospedali. Il nostro lavoro qui va ben oltre".

Il nuovo approccio prevede l'incorporazione di fotosensibilizzanti in idrofobi, elastomeri semicristallini, che sono impermeabili e meccanicamente resilienti, consentendo anche all'ossigeno di accedere ai fotosensibilizzanti. Cosa c'è di più, la distribuzione dei fotosensibilizzanti nel materiale significa che manterrà le sue proprietà antimicrobiche anche se la superficie del materiale viene graffiata o consumata.

"Questo documento si concentra su una classe di polimeri, ma è una prova fondamentale del concetto che dimostra la capacità di inserire questi fotosensibilizzanti in una gamma di materiali robusti e "morbidi" senza sacrificare la funzionalità, "Dice Spontak. "Questa è la punta dell'iceberg."

Nei test di laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che un polimero incorporato nel fotosensibilizzatore ha inattivato almeno il 99,89 percento di cinque ceppi batterici e il 99,95 percento di due virus se esposto alla luce per 60 minuti.

"Abbiamo anche dimostrato che possiamo realizzare questi materiali utilizzando fotosensibilizzanti e polimeri disponibili in commercio in un processo relativamente semplice, " Dice Ghiladi. "Questo rende la produzione di massa sia praticabile che meno costosa rispetto ai precedenti approcci alla creazione di materiali fotosensibilizzanti.

"Attualmente stiamo cercando partner che collaborino con noi alla ricerca utilizzando questi materiali per affrontare gli agenti patogeni di importanza nazionale, come Clostridium difficile, che è classificato come livello di pericolo "urgente" dal CDC, e antrace."

"E mentre vogliamo perseguire applicazioni in ambienti ad alta tecnologia, come ospedali, pensiamo che ci sia un enorme potenziale per migliorare la salute nelle aree povere, " dice Spontak. "Se siamo in grado di sviluppare articoli autosterilizzanti che aiutano a limitare la diffusione della malattia in aree con risorse mediche limitate, potremmo salvare molte vite".

La carta, "Polimeri fotodinamici come materiali antinfettivi completi:stare al passo con una crescente minaccia globale, " è pubblicato sulla rivista Materiali e interfacce applicati ACS .