Le infezioni batteriche legate agli impianti medici rappresentano un enorme onere per l'assistenza sanitaria e causano grandi sofferenze ai pazienti di tutto il mondo. Ora, ricercatori della Chalmers University of Technology, Svezia, hanno sviluppato un nuovo metodo per prevenire tali infezioni, rivestendo un materiale a base di grafene con molecole battericide.

"Attraverso la nostra ricerca, siamo riusciti a legare al grafene molecole antibatteriche insolubili in acqua, e far rilasciare le molecole in modo controllato, modo continuo dal materiale, "dice Santosh Pandit, ricercatore presso il Dipartimento di Biologia e Ingegneria Biologica di Chalmers, e primo autore dello studio che è stato recentemente pubblicato in Rapporti scientifici .

"Questo è un requisito essenziale affinché il metodo funzioni. Anche il modo in cui leghiamo le molecole attive al grafene è molto semplice, e potrebbe essere facilmente integrato nei processi industriali."

Alcuni batteri possono formare strati superficiali impenetrabili, o "biofilm, "su impianti chirurgici, come impianti dentali e altri impianti ortopedici, e rappresentano un grave problema per l'assistenza sanitaria a livello globale. I biofilm sono più resistenti di altri batteri, e le infezioni sono quindi spesso difficili da trattare, portando a grandi sofferenze per i pazienti, e nei casi peggiori, che richiedono la rimozione o la sostituzione degli impianti. Oltre agli effetti sui pazienti, ciò comporta costi elevati per gli operatori sanitari.

Il grafene è adatto come materiale di fissaggio

Ci sono una varietà di insolubili in acqua, o idrofobico, farmaci e molecole che possono essere utilizzati per le loro proprietà antibatteriche. Ma affinché possano essere usati nel corpo, devono essere attaccati a un materiale, che può essere difficile e laborioso da produrre.

"Il grafene offre qui un grande potenziale di interazione con molecole o farmaci idrofobici, e quando abbiamo creato il nostro nuovo materiale, abbiamo fatto uso di queste proprietà. Il processo di legame delle molecole antibatteriche avviene con l'aiuto degli ultrasuoni, "dice Santosh Pandit.

Nello studio, il materiale di grafene era ricoperto di acido usnico, che viene estratto dai licheni, per esempio licheni fruticosi. Ricerche precedenti hanno dimostrato che l'acido usnico ha buone proprietà battericide. Agisce impedendo ai batteri di formare acidi nucleici, soprattutto inibendo la sintesi dell'RNA, e bloccando così la produzione di proteine ​​nella cellula.

Il metodo semplice apre la strada ai farmaci futuri

L'acido usnico è stato testato per la sua resistenza ai batteri patogeni Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, due colpevoli comuni per la formazione di biofilm su impianti medici. Il nuovo materiale dei ricercatori ha mostrato una serie di proprietà promettenti. Oltre ai risultati positivi per l'integrazione dell'acido usnico nella superficie del materiale di grafene, hanno anche osservato che le molecole di acido usnico sono state rilasciate in maniera controllata e continua, prevenendo così la formazione di biofilm sulla superficie.

"Ancora più importante, i nostri risultati mostrano che il metodo per legare le molecole idrofobe al grafene è semplice. Apre la strada a una protezione antibatterica più efficace dei prodotti biomedici in futuro. Stiamo ora pianificando sperimentazioni in cui esploreremo il legame di altre molecole e farmaci idrofobici con un potenziale ancora maggiore per trattare o prevenire varie infezioni cliniche, "dice Santosh Pandit.