Nel loro studio, pubblicato sulla rivista scientifica ACS Nano, il team ha dimostrato che, utilizzando un laser per riscaldare un sottile foglio di atomi di carbonio – chiamato grafene – posizionato sulla superficie di un impianto, potrebbero uccidere più del 98% della meticillina. batteri resistenti dello Staphylococcus aureus (MRSA), che sono una delle principali cause di infezioni contratte in ospedale.
Inoltre, controllando con precisione l’intensità del laser, sono stati in grado di uccidere i batteri senza danneggiare il tessuto sottostante, rendendolo un approccio promettente per prevenire infezioni in impianti come articolazioni artificiali, valvole cardiache, stent e cateteri.
Il grafene è un materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale e ha proprietà eccezionali, come essere estremamente resistente, flessibile, leggero e conduttivo di calore ed elettricità. Per questi motivi, il grafene è stato ampiamente studiato per un’ampia gamma di applicazioni, tra cui l’elettronica, lo stoccaggio di energia e i dispositivi biomedici.
Il team della NTU Singapore, guidato dal professore associato Javier García de Abajo, ha utilizzato il grafene per le sue eccellenti proprietà termiche e la sua capacità di convertire l’energia luminosa in calore, che gli consente di uccidere rapidamente i batteri.
Quando un laser viene puntato sul grafene, il materiale si riscalda rapidamente, creando una zona localizzata ad alta temperatura che è letale per i batteri. Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che il grafene indotto dal laser potrebbe uccidere i batteri MRSA in pochi secondi.
Oltre a uccidere i batteri, il grafene indotto dal laser ha anche impedito loro di formare un biofilm, ovvero uno strato sottile e viscido di batteri, lieviti e altri microrganismi che possono crescere sulle superfici a contatto con l’acqua.
Il grafene indotto dal laser è un approccio promettente per prevenire le infezioni negli impianti. È efficace nell'uccidere i batteri e nel prevenire la formazione di biofilm senza danneggiare il tessuto sottostante.
I biofilm rappresentano un grave problema nel settore sanitario, poiché possono rendere molto più difficile il trattamento delle infezioni e possono portare a condizioni croniche. Sono anche una delle principali cause di infezioni associate ai dispositivi, che sono infezioni che si verificano in pazienti che hanno dispositivi medici impiantati nel loro corpo.
"Le infezioni associate ai dispositivi rappresentano una seria preoccupazione, poiché possono portare alla sepsi e ad altre condizioni potenzialmente letali", spiega García de Abajo. "È essenziale sviluppare nuove strategie per prevenire queste infezioni e riteniamo che il grafene indotto dal laser potrebbe essere una soluzione promettente".
I ricercatori intendono sviluppare ulteriormente la loro tecnologia e lavorare per portarla sul mercato. Ritengono inoltre che il grafene indotto dal laser potrebbe avere applicazioni oltre l’assistenza sanitaria, come nell’industria alimentare o nei sistemi di purificazione dell’acqua.
