Per fermare la diffusione della malattia, potrebbe essere usato per rivestire schermi e tastiere del telefono, così come l'interno di cateteri e tubi respiratori, che sono una delle principali fonti di infezioni nosocomiali (HCAI).

Le ICA più note sono causate da Clostridioides difficile ( C. difficile ), resistente alla meticillina Staphylococcus aureus (MRSA) e Escherichia coli ( E. coli ). Si verificano comunemente durante il trattamento medico o chirurgico in regime di ricovero, o dal visitare una struttura sanitaria e rappresentare una seria minaccia per la salute, rendendoli una priorità chiave per l'NHS da affrontare.

La ricerca, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , è il primo a mostrare un rivestimento antimicrobico attivato dalla luce che uccide con successo i batteri a bassa intensità, luce ambientale (300 Lux), come quella che si trova nei reparti e nelle sale d'attesa. In precedenza, rivestimenti simili necessitavano di luce intensa (3, 000 lux), come quello che si trova nelle sale operatorie, per attivare le loro proprietà omicide.

Il nuovo rivestimento battericida è costituito da minuscoli grappoli di oro chimicamente modificato incorporati in un polimero con cristalvioletto, un colorante con proprietà antibatteriche e antimicotiche.

Primo autore, Dott. Gi Byoung Hwang (Chimica dell'UCL), ha dichiarato:"I coloranti come il cristalvioletto sono candidati promettenti per uccidere i batteri e mantenere le superfici sterili poiché sono ampiamente utilizzati per disinfettare le ferite. Se esposti a luce intensa, creano specie reattive dell'ossigeno, che a loro volta uccidono i batteri danneggiando le loro membrane protettive e il DNA. Questo è amplificato quando sono accoppiati con metalli come argento, oro e ossido di zinco."

"Altri rivestimenti hanno effettivamente ucciso i batteri, ma solo dopo l'esposizione ai raggi UV, che è pericoloso per l'uomo, o sorgenti luminose molto intense, che non sono molto pratici. Siamo sorpresi di vedere quanto sia efficace il nostro rivestimento nell'uccidere entrambi S. aureus e E. coli alla luce dell'ambiente, rendendolo promettente per l'uso in una varietà di ambienti sanitari, " ha aggiunto il professor Ivan Parkin (UCL Chimica), autore senior e preside di scienze matematiche e fisiche dell'UCL.

Il team di chimici, ingegneri chimici e microbiologi hanno creato il rivestimento battericida utilizzando un metodo scalabile e hanno testato quanto bene uccidesse S. aureus e E. coli contro i rivestimenti di controllo e in diverse condizioni di illuminazione.

Le superfici del campione sono state trattate con il rivestimento battericida o con un rivestimento di controllo prima di essere inoculate con 100, 000 unità formanti colonia (CFU) per ml di entrambi S. aureus e E. coli . La crescita dei batteri è stata studiata in condizioni di luce bianca e scura tra 200-429 Lux.

Hanno scoperto che alla luce ambientale, un rivestimento di controllo di cristalvioletto in un polimero da solo non ha ucciso nessuno dei due batteri. Però, nelle stesse condizioni di luce, il rivestimento battericida ha portato a una riduzione di 3,3 log nella crescita di S. aureus dopo sei ore e una riduzione di 2,8 log nella crescita di E. coli dopo 24 ore.

" E. coli era più resistente al rivestimento battericida di S. aureus poiché ci è voluto più tempo per ottenere una significativa riduzione del numero di batteri vitali sulla superficie. Questo è presumibilmente perché E. coli ha una parete cellulare con una struttura a doppia membrana mentre S. aureus ha una sola barriera a membrana, ", ha spiegato la coautrice dello studio, la dott.ssa Elaine Allan (UCL Eastman Dental Institute).

Il team ha scoperto inaspettatamente che il rivestimento uccide i batteri producendo perossido di idrogeno, un reagente relativamente delicato utilizzato nelle soluzioni per la pulizia delle lenti a contatto. Agisce attaccando chimicamente la membrana cellulare, e quindi impiega più tempo a lavorare sui batteri con più strati di protezione.

"Gli ammassi d'oro nel nostro rivestimento sono la chiave per generare il perossido di idrogeno, attraverso l'azione della luce e dell'umidità. Dato che i cluster contengono solo 25 atomi d'oro, di questo prezioso metallo serve pochissimo rispetto a rivestimenti simili, rendendo il nostro rivestimento attraente per un uso più ampio, " ha commentato l'autore senior il professor Asterios Gavriilidis (UCL Chemical Engineering).