Le nanopiastrine di grafite integrate nelle superfici mediche in plastica possono prevenire infezioni, uccidere il 99,99 per cento dei batteri che cercano di attaccarsi:una soluzione potenziale economica e praticabile a un problema che colpisce milioni di persone, costa enormi quantità di tempo e denaro, e accelera la resistenza agli antibiotici. Questo è secondo una ricerca della Chalmers University of Technology, Svezia, nel diario Piccolo .

Ogni anno, oltre quattro milioni di persone in Europa sono colpite da infezioni contratte durante le procedure sanitarie, secondo il Centro europeo per la prevenzione e il controllo delle malattie (ECDC). Molte di queste sono infezioni batteriche che si sviluppano intorno a dispositivi medici e impianti all'interno del corpo, come cateteri, protesi dell'anca e del ginocchio o impianti dentali. Nel peggiore dei casi gli impianti devono essere rimossi.

Infezioni batteriche come questa possono causare grandi sofferenze ai pazienti e costare ai servizi sanitari enormi quantità di tempo e denaro. Inoltre, grandi quantità di antibiotici sono attualmente utilizzate per trattare e prevenire tali infezioni, costa più soldi, e accelerando lo sviluppo della resistenza agli antibiotici.

"Lo scopo della nostra ricerca è sviluppare superfici antibatteriche in grado di ridurre il numero di infezioni e la conseguente necessità di antibiotici, e a cui i batteri non possono sviluppare resistenza. Abbiamo ora dimostrato che superfici su misura formate da una miscela di nanopiastrine di polietilene e grafite possono uccidere il 99,99 per cento dei batteri che cercano di attaccarsi alla superficie, "dice Santosh Pandit, ricercatore post-dottorato nel gruppo di ricerca del professor Ivan Mijakovic presso la Divisione di biologia dei sistemi, Dipartimento di Biologia e Biotecnologie, Chalmers University of Technology.

Le infezioni sugli impianti sono causate da batteri che viaggiano nel corpo in fluidi come sangue, alla ricerca di una superficie a cui attaccarsi. Quando atterrano su una superficie adatta, iniziano a moltiplicarsi e formano un biofilm, un rivestimento batterico.

Precedenti studi dei ricercatori Chalmers hanno mostrato come i fiocchi verticali di grafene, posizionato sulla superficie di un impianto, potrebbe formare un rivestimento protettivo, rendendo impossibile l'attaccamento dei batteri, come punte su edifici progettati per impedire agli uccelli di nidificare. I fiocchi di grafene danneggiano la membrana cellulare, uccidendo i batteri. Ma produrre questi fiocchi di grafene è costoso, e attualmente non fattibile per la produzione su larga scala.

"Ma ora, abbiamo ottenuto gli stessi straordinari effetti antibatterici, ma utilizzando nanopiastrine di grafite relativamente economiche, miscelato con un polimero molto versatile. Il polimero, o plastica, non è intrinsecamente compatibile con le nanopiastrine di grafite, ma con tecniche di produzione di plastica standard, siamo riusciti a personalizzare la microstruttura del materiale, con carichi di carica piuttosto elevati, per ottenere l'effetto desiderato. E ora ha un grande potenziale per una serie di applicazioni biomediche, "dice Roland Kádár, Professore Associato presso il Dipartimento di Scienze Industriali e dei Materiali di Chalmers.

Le nanopiastrine sulla superficie degli impianti prevengono l'infezione batterica ma, in modo cruciale, senza danneggiare le cellule umane sane. Le cellule umane sono circa 25 volte più grandi dei batteri, così mentre le nanopiastrine di grafite fanno a pezzi e uccidono i batteri, graffiano a malapena una cellula umana.

"Oltre a ridurre la sofferenza dei pazienti e la necessità di antibiotici, impianti come questi potrebbero comportare una minore richiesta di lavori successivi, poiché potrebbero rimanere nel corpo molto più a lungo di quelli usati oggi, " afferma Santosh Pandit. "La nostra ricerca potrebbe anche contribuire a ridurre gli enormi costi che tali infezioni causano ai servizi sanitari in tutto il mondo".

Nello studio, i ricercatori hanno sperimentato diverse concentrazioni di nanopiastrine di grafite e materiale plastico. Una composizione di circa il 15-20 per cento di nanopiastrine di grafite ha avuto il maggiore effetto antibatterico, a condizione che la morfologia sia altamente strutturata.

"Come nello studio precedente, il fattore decisivo è orientare e distribuire correttamente le nanopiastrine di grafite. Devono essere ordinati in modo molto preciso per ottenere il massimo effetto, " dice Roland Kádár.