(Phys.org) —Ispirato alla struttura alare di una piccola mosca, un team di ricerca guidato da NPL ha sviluppato superfici con nanomodelli che resistono all'adesione batterica mentre supportano la crescita delle cellule umane.

La diffusione della resistenza antimicrobica con l'emergere di "super-batteri" che resistono anche agli antibiotici "di ultima istanza" ha spinto l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) ad affrontare formalmente il problema di un'era post-antibiotica indesiderata.

Gli antibiotici sono sostanze chimiche selettivamente tossiche per i batteri. I batteri resistenti possono scomporre gli antibiotici per renderli meno tossici o alterare i siti a cui si legano per deviare l'azione antibatterica. In questa luce, sta diventando chiaro che raggiungere un sottile equilibrio tra antibiotici e infezioni è un viaggio lungo e forse infinito che richiede la ricerca di approcci alternativi.

Medicina dei trapianti, la guarigione delle ferite e la chirurgia degli innesti hanno requisiti particolarmente severi per la crescita di cellule e tessuti senza infezioni. incoraggiante, gli approcci a sostegno di ciò non si limitano all'uso di antibiotici. Una soluzione notevole è fornita da una fonte improbabile:la cicala.

Le ali di questa piccola mosca mostrano strutture di pilastri su nanoscala battericida. Ciascuno di questi pilastri è un luccio di diverse decine di nanometri di diametro ed è separato dagli altri lucci a intervalli regolari di nanometri. Densamente imballato sulle superfici alari, questi pilastri si organizzano in nanopattern che perforano le membrane delle cellule batteriche al contatto, lacerando i batteri.

Ispirato da questo esempio, un team di ricerca dell'NPL e della School of Oral and Dental Sciences dell'Università di Bristol ha progettato superfici biocompatibili che esibiscono array di nanofili. Ciascuno di questi nanofili, in modo simile ai nanopillar della cicala, agisce come una minuscola lancia che trafigge le cellule batteriche causandone la fuoriuscita e la morte. Sorprendentemente, però, e a differenza delle ali di cicala, questi substrati sono anche in grado di guidare le cellule umane a crescere e moltiplicarsi.

Ting Diu, un dottorando che ha lavorato al progetto, pubblicato in NPG's Rapporti scientifici questo mese, ha dichiarato:"I materiali biocompatibili mancano di segnali di superficie che possono guidare le cellule in un modo specifico. Le superfici che abbiamo progettato agiscono come scudi auto-decontaminanti in grado di selezionare le cellule umane, che sostengono, da batteri, cui resistono. A causa di queste proprietà, la nostra logica può essere adattata a una varietà di impianti biomedici, superfici antivegetative o biosensori."

Il concetto introdotto è promettente per i materiali clinicamente rilevanti offrendo una logica fisica per l'azione antimicrobica. In netto contrasto con i meccanismi biochimici degli antibiotici, che sono soggetti a resistenza acquisita, i meccanismi fisici sono aspecifici, e non può essere invertito o alterato, affrontare le cellule batteriche nel loro insieme.