I ricercatori hanno inventato un materiale nanosottile in grado di uccidere i superbatteri che un giorno potrebbe essere integrato nelle medicazioni e negli impianti delle ferite per prevenire o guarire le infezioni batteriche.
L'innovazione, che è stata sottoposta a studi preclinici avanzati, è efficace contro un'ampia gamma di cellule batteriche resistenti ai farmaci, incluso lo "stafilococco dorato", comunemente noto come superbatteri.
La resistenza agli antibiotici rappresenta una grave minaccia per la salute globale, causando circa 700.000 decessi all'anno, una cifra che potrebbe salire a 10 milioni di decessi all'anno entro il 2050 senza lo sviluppo di nuove terapie antibatteriche.
Il nuovo studio condotto dalla RMIT University e dalla University of South Australia (UniSA) ha testato la nanotecnologia a base di fosforo nero come trattamento avanzato delle infezioni e terapeutico per la guarigione delle ferite.
Risultati pubblicati su Advanced Therapeutics mostrano che trattava efficacemente le infezioni, uccidendo oltre il 99% dei batteri, senza danneggiare altre cellule nei modelli biologici.
Il trattamento ha ottenuto risultati paragonabili a quelli di un antibiotico nell'eliminare l'infezione e accelerare la guarigione, con ferite che si chiudevano dell'80% in sette giorni.
La nanotecnologia in grado di uccidere i superbatteri sviluppata a livello internazionale da RMIT è stata rigorosamente testata in studi preclinici da esperti di guarigione delle ferite dell’UniSA. RMIT ha richiesto la protezione brevettuale per i fiocchi di fosforo nero, compreso il loro utilizzo in formulazioni per la guarigione delle ferite, compresi i gel.
Il ricercatore co-responsabile dell'RMIT, il professor Sumeet Walia, ha affermato che lo studio ha dimostrato come la loro innovazione fornisse una rapida azione antimicrobica, quindi si autodecomponesse dopo che la minaccia di infezione era stata eliminata.
"La bellezza della nostra innovazione è che non è semplicemente un rivestimento:può effettivamente essere integrato nei materiali comuni di cui sono fatti i dispositivi, così come nella plastica e nei gel, per renderli antimicrobici", ha affermato Walia della School of Engineering del RMIT.
Un precedente studio condotto da RMIT ha rivelato che il fosforo nero era efficace nell'uccidere i microbi quando diffuso in strati nanosottili su superfici utilizzate per realizzare medicazioni e impianti per ferite come cotone e titanio, o integrato nella plastica utilizzata negli strumenti medici.
Il fosforo nero è la forma più stabile di fosforo, un minerale naturalmente presente in molti alimenti, e, in una forma ultrasottile, si degrada facilmente con l'ossigeno, rendendolo ideale per uccidere i microbi.
"Quando il nanomateriale si decompone, la sua superficie reagisce con l'atmosfera per produrre quelle che vengono chiamate specie reattive dell'ossigeno. Queste specie alla fine aiutano a fare a pezzi le cellule batteriche", ha detto Walia.
Il nuovo studio ha testato l'efficacia di scaglie nanosottili di fosforo nero contro cinque ceppi di batteri comuni, tra cui E. coli e stafilococco dorato resistente ai farmaci.
"La nostra nanotecnologia antimicrobica ha distrutto rapidamente oltre il 99% delle cellule batteriche, una quantità significativamente maggiore rispetto ai comuni trattamenti utilizzati oggi per trattare le infezioni."
Il ricercatore co-responsabile Dr. Aaron Elbourne del RMIT ha affermato che gli operatori sanitari di tutto il mondo hanno un disperato bisogno di nuovi trattamenti per superare il problema della resistenza agli antibiotici.
"I superbatteri, gli agenti patogeni resistenti agli antibiotici, sono responsabili di enormi oneri sanitari e con l'aumento della resistenza ai farmaci, la nostra capacità di trattare queste infezioni diventa sempre più impegnativa", ha affermato Elbourne, ricercatore senior presso la School of Science dell'RMIT.
"Se riuscissimo a trasformare la nostra invenzione in una realtà commerciale in ambito clinico, questi superbatteri a livello globale non saprebbero cosa li ha colpiti."
Il ricercatore capo dell'UniSA, il dottor Zlatko Kopecki, e il suo team hanno eseguito gli studi preclinici per dimostrare come l'applicazione topica quotidiana dei nanofiocchi di fosforo nero abbia ridotto significativamente l'infezione.
"Questo è entusiasmante poiché il trattamento è stato paragonabile all'antibiotico ciprofloxacina nell'eradicazione dell'infezione della ferita e ha portato a una guarigione accelerata, con la chiusura delle ferite dell'80% in sette giorni", ha affermato il dott. Kopecki.
Il dottor Kopecki, che è anche membro della Channel 7 Children's Research Foundation sulle infezioni delle ferite infantili, ha affermato che i trattamenti antibiotici stanno diventando scarsi.
"Abbiamo urgentemente bisogno di sviluppare nuovi approcci alternativi non antibiotici per trattare e gestire le infezioni delle ferite", ha affermato.
"Il fosforo nero sembra aver colto nel segno e non vediamo l'ora di vedere la traduzione di questa ricerca verso il trattamento clinico delle ferite croniche."
Il team desidera collaborare con potenziali partner del settore per sviluppare e prototipare la tecnologia.
Ulteriori informazioni: Emmeline P. Virgo et al, I nanofiocchi di fosforo nero stratificati riducono la carica batterica e migliorano la guarigione delle ferite infette nei topi, Terapie avanzate (2023). DOI:10.1002/adtp.202300235
Fornito da RMIT University
