El enfoque aprovecha las propiedades antibacterianas naturales del cobre y crea estructuras increíblemente pequeñas en forma de agujas en la superficie del acero inoxidable para matar bacterias dañinas como E. coli y Staphylococcus. Es conveniente y económico, y podría reducir la necesidad de productos químicos y antibióticos en hospitales, cocinas y otros entornos donde la contaminación de las superficies puede provocar enfermedades graves.

También podría salvar vidas:un estudio global sobre infecciones resistentes a los medicamentos encontró que mataron directamente a 1,27 millones de personas en 2019 y contribuyeron a casi 5 millones de muertes más, lo que convierte a estas infecciones en una de las principales causas de muerte para todos los grupos de edad.

Los investigadores describieron el cobre y el acero inoxidable y su eficacia el 20 de mayo en la revista Small. .

"Matar bacterias Gram positivas sin productos químicos es comparativamente fácil, pero combatir las bacterias Gram negativas plantea un desafío importante, debido a su membrana celular gruesa y multicapa. Y si estas bacterias persisten en las superficies, pueden crecer rápidamente", dijo Anuja Tripathi, la autor principal del estudio y becario postdoctoral en la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular. "Mi objetivo era desarrollar una superficie bactericida libre de antibióticos y eficaz contra bacterias Gram negativas y Gram positivas."

Tripathi y sus colegas:William R. McLain, profesora Julie Champion y ex Ph.D. Los estudiantes Jaeyoung Park y Thomas Pho produjeron un doble golpe que supera esos desafíos y no ayuda a las bacterias a desarrollar resistencia a los medicamentos.

El equipo desarrolló primero un método electroquímico para grabar la superficie del acero inoxidable, creando estructuras en forma de agujas de tamaño nanométrico en la superficie que pueden perforar las membranas celulares de las bacterias. Luego, con un segundo proceso electroquímico, los investigadores depositaron iones de cobre en la superficie del acero.

El cobre interactúa con las membranas celulares y finalmente las compromete.

"El acero inoxidable nanotexturizado puede matar tanto las bacterias Gram negativas como las Gram positivas, pero queríamos mejorar la actividad antibacteriana de las superficies que pueden estar altamente contaminadas", dijo Tripathi. "El revestimiento de cobre del acero inoxidable nanotexturizado nos proporcionó una actividad antibacteriana muy alta."

A pesar de las conocidas propiedades antibacterianas del cobre, no se usa mucho para combatir la contaminación de superficies porque es costoso. El método de Tripathi deposita sólo una fina capa de iones de cobre sobre el acero inoxidable, por lo que es rentable sin comprometer la actividad antibacteriana del material.

En conjunto, los ataques duales dieron como resultado una reducción del 97 % de la bacteria Gram negativa E. coli y del 99 % de la bacteria Gram positiva Staphylococcus epidermis en el estudio del grupo.

Tripathi dijo que el acero inoxidable podría usarse para herramientas comunes en entornos médicos que se ensucian fácilmente, como tijeras o pinzas. Podría usarse para manijas de puertas, barandillas de escaleras y tal vez incluso fregaderos, lugares donde el acero inoxidable suele ser el material elegido y las bacterias en la superficie son comunes, especialmente en hospitales u otros entornos compartidos.

El proceso que ella y sus colegas desarrollaron también podría ser útil en el servicio de alimentos. Tripathi dijo que el enfoque podría incorporarse con bastante facilidad a los procesos industriales existentes, donde ya se utilizan diferentes métodos de recubrimiento electroquímico para contenedores de almacenamiento de alimentos de acero inoxidable.

Tripathi dijo que el trabajo futuro investigará si el acero inoxidable nanotexturizado recubierto de cobre es eficaz contra otros tipos de células dañinas para la salud humana. También está interesada en explorar si el acero podría usarse en implantes médicos para ayudar a prevenir infecciones.

Dado que resultó eficaz contra la problemática E. coli, tiene esperanzas.

"Al reflexionar sobre un reciente brote de E. coli en tiendas de comestibles en Calgary, Canadá, mi investigación me impulsó particularmente, reconociendo la relevancia urgente y la importancia de combatir bacterias tan resistentes en las superficies", dijo Tripathi. "Pueden ser difíciles de eliminar. Por lo tanto, si podemos eliminar eficazmente la E. coli, tenemos muchas posibilidades de erradicar muchas bacterias de las superficies".