Abbiamo acquisito una nuova arma nella lotta contro agenti patogeni dannosi e spesso resistenti agli antibiotici con lo sviluppo di un materiale unico progettato per limitare la diffusione delle malattie e sostituire gli attuali protocolli di pulizia ingombranti su superfici ad alto contatto come pomelli delle porte e corrimano.
Utilizzando la Canadian Light Source (CLS) presso l'Università del Saskatchewan (USAsk), i ricercatori dell'Università di Windsor (UWindsor) hanno sviluppato e testato un composto di fluidi ionici (a base di sale) e nanoparticelle di rame in grado di rivestire le superfici e fornire germi -Protezione senza che dura molto più a lungo rispetto alla pulizia convenzionale a base di candeggina. Per il dottor Abhinandan (Ronnie) Banerjee, il materiale composito è di gran lunga superiore a "qualcuno con candeggina e uno straccio che cerca di mantenere le superfici igienizzate".
All'inizio della pandemia di COVID-19, Banerjee e colleghi del Trant Team dell'UWindsor, un gruppo di ricerca focalizzato sui materiali sintetici bioorganici, si sono concentrati sul miglioramento dei protocolli di sanificazione, che all'epoca spesso prevedevano l'applicazione frequente di composti come la candeggina.
"Il problema con le tecniche di sanificazione convenzionali è che non si tratta di una cosa unica", hanno detto. "Richiede un dipendente dedicato o un'automazione" per mantenere le superfici prive di germi. Inoltre, la pulizia frequente di una superficie può incidere il materiale sottostante, creando ancora più opportunità di raccolta di agenti patogeni.
Il team ha ideato un materiale che sfrutta le proprietà germicide naturali del rame. Ora stanno formulando una nuova combinazione di materiali che saranno facili da applicare alle superfici e durevoli. Banerjee ha spiegato che le nanoparticelle di rame sono attratte elettrostaticamente dalle pareti cellulari degli agenti patogeni, "che indeboliscono e distruggono, causando essenzialmente l'annientamento batterico."
I risultati del gruppo sono pubblicati sulla rivista RSC Sustainability con il titolo creativo "Lethal Weapon IL (Ionic Liquid)." Un brevetto provvisorio recentemente concesso dà a Banerjee e al suo team il tempo di trovare uno sponsor industriale che aiuti l'eventuale commercializzazione del materiale di rivestimento microbico.
Sima Dehghandokht, Ph.D. dell'UWindsor. studentessa che due anni fa ha portato la sua esperienza in microbiologia alimentare al gruppo Trant, ha affermato che le potenziali applicazioni del materiale vanno oltre le maniglie delle porte, i corrimano e i pulsanti degli ascensori, per includere ospedali, serre, impianti di produzione agroalimentare e persino laboratori scientifici "dove ci occupiamo con agenti patogeni e batteri nocivi in continuazione. Ciò potrebbe rendere più semplice la vita degli scienziati."
È importante, ha aggiunto, considerare gli effetti dannosi sull'ambiente degli antimicrobici come la candeggina, dato che necessitano di applicazioni ripetute e quindi dello smaltimento del prodotto.
Entrambi i ricercatori riconoscono che ci sono ancora domande a cui rispondere sul materiale a base di rame. Determinare esattamente per quanto tempo il rivestimento rimane efficace è un importante passo successivo, così come esplorare gli effetti antimicrobici di altre nanoparticelle come zinco e ferro, entrambi "letteralmente a buon mercato", ha affermato Banerjee.
"Dobbiamo esaminare in che modo il cambiamento delle proprietà delle nanoparticelle può avere un effetto sull'estensione della vita antimicrobica del rivestimento ma forse anche sull'uccisione di batteri più aggressivi che non vengono facilmente uccisi da un semplice sfregamento con candeggina."
"Dobbiamo anche verificare la tossicità del composto", ha detto Dahghandokht, per determinare se il contatto con il materiale potrebbe causare una reazione allergica. Fortunatamente, il team Trant ha accesso a una biostampante 3D in grado di replicare le linee cellulari della pelle umana per ulteriori test.
Banerjee e Dahghandokht concordano che l'accesso alla tecnologia CLS è, e rimane, fondamentale per lo sviluppo del loro rivestimento antimicrobico.
"Non avremmo potuto svolgere questo lavoro senza la luce ad alta intensità del CLS", ha affermato Banerjee. "Siamo stati in grado di vedere cosa succede alle nanoparticelle di rame nel tempo e come rilasciano un carico utile tossico per i batteri. Il CLS è stato parte integrante di questa ricerca."
Ulteriori informazioni: Abhinandan Banerjee et al, Arma letale IL:un materiale composito liquido ionico nano-rame/tetraalchilfosfonio con potente attività antibatterica, Sostenibilità RSC (2023). DOI:10.1039/D3SU00203A
Informazioni sul giornale: Sostenibilità RSC
Fornito da Canadian Light Source
