Los científicos de la Universidad James Cook han descubierto una técnica para aplicar extractos de plantas naturales como el aceite de árbol de té como recubrimiento para dispositivos médicos. un proceso que podría prevenir millones de infecciones cada año.

Profesor Mohan Jacob, Jefe de Ingeniería Eléctrica y Electrónica en JCU, dirige un equipo que investiga el problema. Dijo que se está realizando un número cada vez mayor de cirugías no planificadas para combatir infecciones, principalmente causadas por la actividad bacteriana en los dispositivos médicos y la formación de una "biopelícula" posterior en ellos.

"Solo en EE. UU., anualmente se reportan alrededor de 17 millones de nuevas infecciones relacionadas con biopelículas, lo que lleva a aproximadamente 550, 000 muertes cada año. Se cree que alrededor del 80% de las infecciones asociadas a la cirugía en todo el mundo pueden estar relacionadas con la formación de biopelículas, " él dijo.

El profesor Jacob dijo que el equipo convirtió productos de origen vegetal, conocidos como metabolitos secundarios de plantas (PSM), en recubrimientos poliméricos para dispositivos médicos. incluidos los implantes.

"Se derivan de cosas como aceites esenciales y extractos de hierbas y tienen actividades antibacterianas de amplio espectro relativamente poderosas. Los PSM son un recurso renovable de bajo costo disponible en cantidades comerciales, con toxicidad limitada, y potencialmente, diferentes mecanismos para combatir las bacterias que los antibióticos sintéticos ".

El profesor Jacob dijo que la investigación del grupo abordó el problema persistente de cómo convertir los extractos de plantas de un estado líquido a un sólido como recubrimiento para dispositivos médicos. sin una pérdida significativa de eficacia.

La Dra. Katia Bazaka es investigadora senior adjunta y miembro del equipo. "Utilizamos técnicas mejoradas con plasma dentro de un reactor que contiene los vapores de aceite esencial. Cuando los vapores se exponen a una descarga luminosa, se transforman y se depositan en la superficie de un implante como un recubrimiento sólido biológicamente activo. Estos han mostrado buenas propiedades antibacterianas, " ella dijo.

"La principal ventaja de este enfoque es que no utilizamos otros productos químicos, como disolventes, durante el proceso de fabricación. Como tal, No existe la amenaza de que se retengan productos químicos potencialmente nocivos en el revestimiento o de que dañen la superficie del material sobre el que se aplica el revestimiento. También hace que el proceso de fabricación sea más respetuoso con el medio ambiente, "dijo el Dr. Bazaka.

El profesor Jacob dijo que el grupo JCU son actualmente los pioneros mundiales en el desarrollo de películas delgadas de polímeros derivados de plantas, publicando más de 70 artículos de investigación y seis Ph.D. tesis en el campo.

Profesor Ian Atkinson, Director de la unidad de eResearch de JCU y colaborador del proyecto, dijo que el trabajo se había ampliado recientemente a los organismos marinos, para prevenir el crecimiento de biopelículas en sensores acuáticos y su posterior falla.

"Otra característica atractiva de estos recubrimientos es su transparencia óptica, lo cual puede ser muy importante si los usa para cubrir lentes de contacto, o ventanas ópticas en sensores acuáticos, " él dijo.

El profesor Jacob y su Ph.D. los estudiantes ahora están colaborando con el Dr. Peter Mulvey y el profesor asociado Jeff Warner en el Instituto Australiano de Salud y Medicina Tropical con sede en JCU para estudiar la actividad de diferentes tipos de bacterias en los recubrimientos a base de plantas.

Fondo

Aunque los antibióticos sintéticos han sido la mejor arma para erradicar las infecciones microbianas desde la llegada de la penicilina, el uso excesivo de estos medicamentos los está volviendo gradualmente ineficaces. Los científicos piensan que si no se desarrollan pronto nuevas estrategias, Los tratamientos médicos podrían retroceder a la era en la que las lesiones leves y las infecciones comunes se convierten en problemas médicos graves.

La mayoría de las plantas producen moléculas orgánicas como agentes antimicrobianos para combatir los microorganismos dañinos. En las últimas décadas, avances en la síntesis de materiales a nanoescala, en particular la fabricación asistida por plasma, ha proporcionado los medios para retener las actividades antimicrobianas de los metabolitos secundarios de las plantas dentro de los recubrimientos bioactivos.

Aunque el equipo de la JCU investigó muchos precursores naturales, su enfoque principal estaba en el aceite esencial de origen australiano, Aceite de árbol de té (Melaleuca alternifolia) y sus componentes. Como parte de un Ph.D. proyecto, La Dra. Katia Bazaka desarrolló recubrimientos antibacterianos a partir de terpeno-4-ol, que es un componente importante del aceite de árbol de té.