Oamenii de știință creează țepi de titan pentru a preveni infecțiile după implanturi

Dr. Le Hoang Phuc (30 de ani) și colegii săi de la Universitatea RMIT (Australia) au creat un model de vârfuri microscopice gravate pe implanturi de titan pentru a proteja pacienții de bacterii și ciuperci fără a fi nevoie de medicamente.

Începând cu anul 2020, oamenii de știință au efectuat cercetări asupra interacțiunilor de suprafață dintre diferite tulpini de ciuperci dăunătoare pe materiale nanostructurate. Noi cercetări au demonstrat că suprafețele rugoase cu structuri microscopice inspirate de vârfurile antibacteriene de pe aripile insectelor (cicade, libelule) combat eficient superbacteriile rezistente la medicamente, inclusiv ciupercile. Lucrarea a fost publicată în revista Advanced Materials Interfaces la începutul lunii septembrie. Grupul de oameni de știință a căutat apoi să proiecteze micro-vârfuri de titan pentru a proteja pacienții de bacterii și ciuperci fără a fi nevoie de medicamente.

Grupul de Cercetare a Materialelor Antibacteriene Mecanice Multifuncționale (de la stânga la dreapta), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Fotografie: Universitatea RMIT — Grupul de Cercetare a Materialelor Antibacteriene Mecanice Multifuncționale (de la stânga la dreapta), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Fotografie: *Universitatea RMIT*

Abordarea echipei se concentrează pe eliminarea microorganismelor la contact, limitând astfel intervenția chimică. Phuc și membrul echipei, Dr. Denver Linklater, au experimentat cu mai multe suprafețe cilindrice microscopice din titan.

Țepurile special concepute, care au aceeași înălțime ca o celulă bacteriană, au fost aplicate pe suprafața implanturilor de titan și testate pentru eficacitatea lor în uciderea Candidei multirezistente, o ciupercă potențial fatală care provoacă una din zece infecții ale dispozitivelor medicale dobândite în spital.

Prin urmare, micile vârfuri de titan sunt capabile să distrugă aproximativ jumătate din celulele dăunătoare la contact. Celulele fungice rămase nu mai pot supraviețui din cauza deteriorării și nu se pot reproduce sau provoca infecții.

O celulă de Candida intactă pe o suprafață de titan lustruit (stânga) și o celulă de Candida ruptă pe o suprafață de titan cu micro-țepi (dreapta). — O celulă de Candida intactă pe o suprafață de titan lustruit (stânga) și o celulă de Candida spartă pe o suprafață de titan cu micro-țepi (dreapta). Fotografie: *Echipa de cercetare*

Potrivit Dr. Denver Linklater, analiza metabolismului proteinelor a arătat că celulele Candida albicans deteriorate au fost inhibate metabolic extensiv timp de până la 7 zile, împiedicându-le să se reproducă și, în cele din urmă, să moară. Cât despre celulele rămase, acestea nu mai erau capabile să supraviețuiască și își încetau funcționarea (proces numit apoptoză sau moarte celulară programată).

„Această descoperire demonstrează cum suprafețele antifungice proiectate pot preveni formarea de biofilme de la drojdii periculoase, rezistente la mai multe medicamente”, a declarat profesorul Elena Ivanova, una dintre primele care au studiat capacitatea de a ucide bacteriile de pe aripile insectelor.

Dr. Phuc a declarat că micro-țepii din titan se află în faza de testare a fezabilității. Echipa își propune, de asemenea, să testeze proprietățile antifungice ale acestui model împotriva diferitelor tulpini de microorganisme pentru a optimiza dimensiunea micro-țepilor pentru o eficacitate antimicrobiană și antibacteriană optimă.

Nhu Quynh

Legătură sursă