I batteri patogeni possono vivere sulle superfici per giorni. E se le superfici toccate frequentemente come le maniglie delle porte potessero ucciderle all'istante?

Gli ingegneri della Purdue University hanno creato un metodo di trattamento laser che potrebbe potenzialmente trasformare qualsiasi superficie metallica in un rapido killer di batteri, semplicemente conferendo alla superficie del metallo una consistenza diversa.

In uno studio pubblicato sulla rivista Interfacce materiali avanzati , i ricercatori hanno dimostrato che questa tecnica consente alla superficie del rame di uccidere immediatamente i superbatteri come l'MRSA.

"Il rame è stato usato per secoli come materiale antimicrobico. Ma in genere ci vogliono ore perché le superfici di rame nativo uccidano i batteri, " disse Rahim Rahimi, un assistente professore di ingegneria dei materiali alla Purdue.

"Abbiamo sviluppato una tecnica di testurizzazione laser in un unico passaggio che migliora efficacemente le proprietà antibatteriche della superficie del rame".

La tecnica non è ancora adattata per uccidere virus come quello responsabile della pandemia di COVID-19, che sono molto più piccoli dei batteri.

Dalla pubblicazione di questo lavoro, però, Il team di Rahimi ha iniziato a testare questa tecnologia sulle superfici di altri metalli e polimeri utilizzati per ridurre i rischi di crescita batterica e formazione di biofilm su dispositivi come impianti ortopedici o cerotti indossabili per ferite croniche.

Dare agli impianti una superficie antimicrobica impedirebbe la diffusione di infezioni e resistenza agli antibiotici, Rahimi ha detto, perché non ci sarebbe bisogno di antibiotici per uccidere i batteri dalla superficie di un impianto.

La tecnica potrebbe applicarsi a leghe metalliche che sono note anche per avere proprietà antimicrobiche.

I metalli come il rame hanno normalmente una superficie molto liscia, il che rende difficile per il metallo uccidere i batteri per contatto.

La tecnica sviluppata dal team di Rahimi utilizza un laser per creare modelli su scala nanometrica sulla superficie del metallo. I modelli producono una trama ruvida che aumenta la superficie, consentendo più opportunità ai batteri di colpire la superficie e rompersi sul posto.

I ricercatori in passato hanno utilizzato vari rivestimenti di nanomateriali per migliorare le proprietà antimicrobiche delle superfici metalliche, ma questi rivestimenti sono soggetti a lisciviazione e possono essere tossici per l'ambiente.

"Abbiamo creato un processo robusto che genera selettivamente modelli di micron e nanoscala direttamente sulla superficie mirata senza alterare la maggior parte del materiale di rame, "disse Rahimi, il cui laboratorio sviluppa materiali innovativi e dispositivi biomedici per affrontare le sfide dell'assistenza sanitaria.

La testurizzazione laser ha un duplice effetto:la tecnica non solo migliora il contatto diretto, ma rende anche una superficie più idrofila. Per impianti ortopedici, una tale superficie consente alle cellule ossee di attaccarsi più saldamente, migliorare il modo in cui l'impianto si integra con l'osso. Il team di Rahimi ha osservato questo effetto con le cellule di fibroblasti.

Grazie alla semplicità e alla scalabilità della tecnica, i ricercatori ritengono che potrebbe essere facilmente tradotto nei processi di produzione dei dispositivi medici esistenti.