Las nanoplaquetas de grafito integradas en superficies médicas de plástico pueden prevenir infecciones, matar el 99,99 por ciento de las bacterias que intentan adherirse, una solución potencial barata y viable a un problema que afecta a millones de personas, cuesta una gran cantidad de tiempo y dinero, y acelera la resistencia a los antibióticos. Esto es según una investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, en el diario Pequeña .

Todos los años, más de cuatro millones de personas en Europa se ven afectadas por infecciones contraídas durante los procedimientos de atención médica, según el Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades (ECDC). Muchas de estas son infecciones bacterianas que se desarrollan alrededor de dispositivos médicos e implantes dentro del cuerpo. como catéteres, Prótesis de cadera y rodilla o implantes dentales. En el peor de los casos, es necesario retirar los implantes.

Las infecciones bacterianas como esta pueden causar un gran sufrimiento a los pacientes y costar a los servicios de salud una gran cantidad de tiempo y dinero. Adicionalmente, Actualmente se utilizan grandes cantidades de antibióticos para tratar y prevenir tales infecciones. cuesta más dinero, y acelerar el desarrollo de resistencia a los antibióticos.

"El propósito de nuestra investigación es desarrollar superficies antibacterianas que puedan reducir el número de infecciones y la posterior necesidad de antibióticos, ya las cuales las bacterias no pueden desarrollar resistencia. Ahora hemos demostrado que las superficies hechas a medida formadas por una mezcla de nanoplaquetas de polietileno y grafito pueden matar al 99,99 por ciento de las bacterias que intentan adherirse a la superficie. "dice Santosh Pandit, investigador postdoctoral en el grupo de investigación del profesor Ivan Mijakovic en la División de Biología de Sistemas, Departamento de Biología y Biotecnología, Universidad Tecnológica de Chalmers.

Las infecciones en los implantes son causadas por bacterias que viajan por el cuerpo en fluidos como sangre, en busca de una superficie a la que adherirse. Cuando aterrizan en una superficie adecuada, comienzan a multiplicarse y forman una biopelícula, una capa bacteriana.

Estudios previos de los investigadores de Chalmers mostraron cómo las escamas verticales de grafeno, colocado en la superficie de un implante, podría formar una capa protectora, haciendo imposible que las bacterias se adhieran, como picos en los edificios diseñados para evitar que las aves aniden. Las escamas de grafeno dañan la membrana celular, matando las bacterias. Pero producir estos copos de grafeno es caro, y actualmente no es factible para la producción a gran escala.

"Pero ahora, hemos logrado los mismos efectos antibacterianos excepcionales, pero usando nanoplaquetas de grafito relativamente económicas, mezclado con un polímero muy versátil. El polímero o plastico, no es inherentemente compatible con las nanoplaquetas de grafito, pero con técnicas estándar de fabricación de plástico, logramos adaptar la microestructura del material, con cargas de relleno bastante elevadas, para lograr el efecto deseado. Y ahora tiene un gran potencial para una serie de aplicaciones biomédicas, "dice Roland Kádár, Profesor asociado del Departamento de Ciencia Industrial y de Materiales de Chalmers.

Las nanoplaquetas en la superficie de los implantes previenen la infección bacteriana pero, crucialmente, sin dañar las células humanas sanas. Las células humanas son unas 25 veces más grandes que las bacterias. así que mientras las nanoplaquetas de grafito se cortan y matan las bacterias, apenas arañan una célula humana.

"Además de reducir el sufrimiento de los pacientes y la necesidad de antibióticos, implantes como estos podrían reducir la necesidad de trabajos posteriores, ya que podrían permanecer en el cuerpo por mucho más tiempo que los que se usan hoy en día, ", dice Santosh Pandit." Nuestra investigación también podría contribuir a reducir los enormes costos que tales infecciones causan en los servicios de atención médica en todo el mundo ".

En el estudio, los investigadores experimentaron con diferentes concentraciones de nanoplaquetas de grafito y el material plástico. Una composición de alrededor del 15-20 por ciento de nanoplaquetas de grafito tuvo el mayor efecto antibacteriano, siempre que la morfología esté muy estructurada.

"Como en el estudio anterior, el factor decisivo es orientar y distribuir correctamente las nanoplaquetas de grafito. Deben estar ordenados con mucha precisión para lograr el máximo efecto, "dice Roland Kádár.