I ricercatori dell'Università di Sheffield hanno, per la prima volta, parti stampate in 3D prodotte che mostrano resistenza ai batteri comuni. Questo potrebbe fermare la diffusione di infezioni come MRSA negli ospedali e nelle case di cura, salvare la vita dei pazienti vulnerabili.

Lo studio è stato pubblicato oggi (21 gennaio 2020) in Rapporti scientifici da un team interdisciplinare di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università e della Scuola di Odontoiatria Clinica. La ricerca ha combinato la stampa 3D con un composto antibatterico a base di argento per produrre le parti.

I risultati della ricerca hanno dimostrato che il composto antibatterico può essere incorporato con successo nei materiali di stampa 3D esistenti senza alcuna influenza negativa sulla lavorabilità o sulla resistenza delle parti, e che nelle giuste condizioni, le parti risultanti dimostrano proprietà antibatteriche senza essere tossiche per le cellule umane. Sono in corso ulteriori lavori per investigare la piena portata di questa capacità.

I risultati offrono il potenziale per applicazioni in una vasta gamma di aree, compresi i dispositivi medici, parti generali per ospedali soggetti ad alti livelli di contatto umano, maniglie delle porte o giocattoli per bambini, prodotti per la salute orale (protesi) e prodotti di consumo, come custodie per cellulari. Ulteriori progetti sono previsti in ciascuna di queste aree, con l'obiettivo di lavorare con i leader del settore e il potenziale per portare alcuni di questi prodotti sul mercato.

Dott.ssa Candice Majewski, dirigere l'accademico sul progetto, che lavora nel Center for Advanced Additive Manufacturing nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università di Sheffield, ha dichiarato:"Gestire la diffusione di batteri nocivi, l'infezione e la crescente resistenza agli antibiotici è una preoccupazione globale. L'introduzione di una protezione antibatterica su prodotti e dispositivi nel punto di produzione potrebbe essere uno strumento essenziale in questa lotta.

"La maggior parte degli attuali prodotti stampati in 3D non ha funzionalità aggiuntive. L'aggiunta di proprietà antibatteriche nella fase di produzione fornirà un cambio di passo nel nostro utilizzo delle capacità dei processi".

I prodotti come i dispositivi medici sono spesso già rivestiti con un composto antibatterico e sono soggetti a procedure di pulizia o sterilizzazione rigorose e rigorose. Però, mentre questo fornisce un certo livello di protezione, hanno i loro limiti, come errori umani nella pulizia o danni al rivestimento.

Sono stati eseguiti test rigorosi e tecniche di imaging per stabilire l'effetto dell'additivo antibatterico, osservando l'effetto sulla qualità della parte finale, le sue proprietà meccaniche e se è sopravvissuto al processo di fabbricazione.

Le parti con e senza l'additivo antibatterico sono state immerse in varie soluzioni batteriche per verificare quanti batteri rimanevano dopo 24 ore. Le parti contenenti l'additivo antibatterico erano efficaci contro esempi dei due principali gruppi di batteri, Gram positivi (Staphylococcus aureus) e Gram negativi (Pseudomonas aeruginosa), entrambi i quali possono causare molti diversi tipi di infezione.

È stato identificato un ulteriore effetto nel ridurre il numero di batteri attaccati alle superfici delle parti. I batteri attaccati alle superfici formano 'biofilm' spesso difficili da rimuovere; in questo caso è stato osservato un effetto anti-biofilm, a causa della morte dei batteri prima che possano attaccarsi alle parti. Le parti hanno funzionato meno bene in liquidi contenenti molti nutrienti:è stato scoperto che questi interferivano con l'argento prima che potesse fare il suo lavoro. Questo aiuterà le persone a decidere in quali ambienti utilizzare questa tecnologia. Infine, le parti sono state anche testate con cellule umane (cresciute di routine in laboratorio) e si è scoperto che non avevano tossicità.

Dr. Bob Turner del Dipartimento di Informatica dell'Università, ha aggiunto:"Le nostre interazioni con i microbi sono complesse e contraddittorie:sono essenziali per la nostra sopravvivenza e possono metterci al tappeto. Una tecnologia come questa sarà la chiave per una gestione informata e sostenibile di questa relazione cruciale con la natura".

Questa ricerca ha coinvolto la collaborazione con il microbiologo Dr. Joey Shepherd della School of Clinical Dentistry dell'Università, che ha affermato:"Incorporare l'attività antibatterica nelle parti stampate in 3D è una nuova direzione intrigante resa possibile solo lavorando come parte di una grande squadra con competenze ed esperienze complementari".

Lo studio, "Utilizzo di additivi a base di argento per lo sviluppo della funzionalità antibatterica nelle parti in poliammide 12 sinterizzate al laser, " è pubblicato in Rapporti scientifici .