Candler Hobbs / Georgia Tech
Durante o processo eletroquímico, a corrente e um eletrólito ácido gravam estruturas semelhantes a agulhas de tamanho nanométrico na superfície do aço inoxidável. As estruturas são capazes de destruir células bacterianas
Investigadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia desenvolveram um processo eletroquímico inovador que poderá proporcionar uma nova defesa contra infeções bacterianas sem contribuir para o problema crescente da resistência aos antibióticos.
Uma nova técnica tira partido das propriedades antibacterianas naturais do cobre e cria estruturas semelhantes a agulhas de tamanho nanométrico na superfície do aço inoxidável para matar eficazmente bactérias nocivas como a E. coli e a Staphylococcus.
O estudo foi apresentado num artigo publicado esta terça-feira na revista small.
O processo é prático e económico, reduzindo potencialmente a dependência de desinfetantes químicos e antibióticos em hospitais, cozinhas e outros ambientes onde a contaminação da superfície pode levar a doenças graves.
Este desenvolvimento é particularmente significativo, dada a ameaça global à saúde representada pelas infeções resistentes aos medicamentos, salienta o LBV.
Um relatório da OMS publicado em 2019 concluiu que essas infeções foram diretamente responsáveis por 1,27 milhões de mortes e contribuíram para cerca de 5 milhões de mortes adicionais, e classificou este tipo de infeções entre as principais causas de morte em todos os grupos etários.
A eliminação de bactérias Gram-positivas sem produtos químicos é relativamente simples, mas as bactérias Gram-negativas representam um desafio substancial devido às suas membranas celulares espessas e multicamadas. Se estas bactérias persistirem nas superfícies, podem multiplicar-se rapidamente.
Anuja Tripathi, investigadora da Georgia Tech e primeira autora do estudo, tinha como objetivo desenvolver uma superfície bactericida sem antibióticos e eficaz contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.
Candler Hobbs / Georgia Tech
A primeira autora do estudo, Anuja Tripathi, examina uma pequena amostra de aço inoxidável após um processo de gravação eletroquímica que concebeu para criar estruturas semelhantes a agulhas à escala nanométrica na sua superfície. Um segundo processo deposita iões de cobre na superfície para criar um material antibacteriano duplo
Tripathi e os seus colegas conceberam uma abordagem em duas vertentes que não só supera estes desafios como também impede as bactérias de desenvolverem resistência aos medicamentos.
Em primeiro lugar, utilizaram um método eletroquímico para gravar a superfície do aço inoxidável, criando estruturas nanométricas semelhantes a agulhas que perfuram as membranas celulares das bactérias.
Num processo eletroquímico subsequente, depositaram iões de cobre na superfície do aço. O cobre interage com as membranas celulares bacterianas e acaba por as comprometer, aumentando a eficácia antibacteriana.
“O aço inoxidável nanotexturizado pode matar bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, mas queríamos aumentar a atividade antibacteriana em superfícies que possam estar altamente contaminada”, explica Tripathi.
O aço inoxidável nanotexturizado revestido a cobre demonstrou um aumento significativo na atividade antibacteriana, atingindo uma redução de 97% em E. coli Gram-negativa e uma redução de 99% em Staphylococcus epidermidis Gram-positiva.
Apesar das propriedades antibacterianas conhecidas do cobre, a sua utilização generalizada para o controlo da contaminação de superfícies tem sido limitada pelo custo.
O método de Tripathi, que aplica apenas uma fina camada de iões de cobre ao aço inoxidável, é económico e mantém uma elevada atividade antibacteriana.
A abordagem de dupla ação tem aplicações promissoras em ambientes médicos. O aço inoxidável assim modificado pode ser utilizado para ferramentas comuns que se contaminam facilmente, como tesouras e fórceps, bem como para superfícies de elevado contacto, como maçanetas de portas, grades e lavatórios.
Estas são áreas onde o aço inoxidável já é predominante e onde a contaminação bacteriana é uma preocupação significativa, particularmente em hospitais e outros ambientes partilhados.
O processo eletroquímico desenvolvido por Tripathi e os seus colegas também pode ser útil na indústria alimentar.
A investigadora sugere que esta técnica poderia ser integrada nos processos industriais existentes, onde os métodos de revestimento eletroquímico já são utilizados para recipientes de armazenamento de alimentos feitos de aço inoxidável.
No futuro, a investigação irá explorar a eficácia do aço inoxidável nanotexturizado revestido a cobre contra outras células nocivas.
Tripathi está particularmente interessado no seu potencial de utilização em implantes médicos para prevenir infecções. Dada a sua eficácia contra a E. coli, um agente patogénico notório, continua esperançada nas suas aplicações mais vastas.
“Se conseguirmos eliminar eficazmente a E. coli, temos boas hipóteses de erradicar muitas bactérias de superfície”, conclui a investigadora.
