Un rivestimento di gallio e nanotubi sfrutta le microfratture per uccidere i batteri
Una carica di un minuto da una batteria da 9 volt attiva punti caldi elettrici che distruggono oltre l'80% dei microbi resistenti in tre ore.
Gli scienziati della Flinders University hanno creato un rivestimento antibatterico ad attivazione elettrica che sfrutta microfratture intenzionali per distruggere i patogeni. La superficie flessibile abbina gallio liquido e nanotubi di carbonio, consentendo a un breve impulso elettrico da 9 volt di eliminare batteri resistenti ai farmaci nei test di laboratorio senza danneggiare le cellule della pelle umana.
Trasformare i difetti strutturali in punti caldi elettrici
Nella scienza dei materiali convenzionale, le fessure superficiali di solito indicano un cedimento strutturale. Un team di ricerca guidato dal Biomedical Nanoengineering Laboratory della Flinders University ha preso la direzione opposta con una nuova invenzione, usando microfratture come condotti funzionali, secondo quanto riportato da Interesting Engineering. Il team ha combinato gallio liquido, un metallo che fonde vicino alla temperatura ambiente, con nanotubi di carbonio conduttivi.
Quando la miscela composita si asciuga, minuscole fessure si formano naturalmente sulla superficie. Anziché indebolire la matrice, queste microfratture concentrano la corrente elettrica in punti caldi localizzati. Quando una carica elettrica raggiunge la superficie, il materiale genera anche plasma: un gas energizzato che rilascia molecole reattive note per arrestare la crescita microbica. Questa doppia azione, chimica e fisica, sottopone le cellule batteriche a un intenso stress intracellulare.
«Invece di considerare le crepe come difetti, abbiamo dimostrato che possono essere progettate nei materiali per creare funzioni utili».
— Vi-Khanh Truong, docente alla Flinders University
Test di laboratorio contro batteri ospedalieri resistenti
I ricercatori hanno valutato il materiale contro due comuni patogeni acquisiti in ospedale: lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) e Pseudomonas aeruginosa. Entrambe le specie resistono spesso agli antibiotici standard e complicano la guarigione dei pazienti ricoverati. Durante le valutazioni di laboratorio, il team ha applicato un minuto di stimolazione elettrica usando una comune batteria da 9 volt.
Entro tre ore dalla stimolazione, il rivestimento ha ucciso oltre l'80% delle cellule batteriche. Test paralleli su colture cellulari hanno indicato che il materiale è rimasto compatibile con le cellule della pelle umana secondo i parametri di laboratorio testati. Lo studio, pubblicato sulla rivista Small Structures, ha dimostrato che le fessure strutturali possono essere integrate intenzionalmente nel progetto di una superficie antibatterica.
Elettronica flessibile e gestione intelligente delle ferite
Il rivestimento è estensibile, pieghevole e conduttivo elettricamente, proprietà che potrebbero aiutare a costruire la prossima generazione di prototipi flessibili di dispositivi medici. I ricercatori immaginano di integrare il materiale in medicazioni intelligenti per ferite persistenti, o in cerotti indossabili in grado di monitorare l'attività muscolare o cardiaca prevenendo la colonizzazione batterica localizzata.
Nonostante i promettenti dati da banco, la tecnologia resta in una fase precoce di sviluppo. I ricercatori non hanno ancora stabilito la sua efficacia clinica o la sicurezza biologica nei pazienti umani, il che significa che saranno necessari ampi test preclinici e clinici — oltre all'ottenimento dei diritti di brevetto — prima che il concetto raggiunga la produzione in ambito medico.
Leggi anche su The Patent: I fori d'aria nel silicio trasformano i wafer in specchi ultravioletti piatti
Tradotto automaticamente dall’originale inglese. Leggi l’originale
