(Infezioni-Immagine: il metodo appena sviluppato prevede di applicare un piccolo rivestimento di materiale zwitterionico su un dispositivo e di legarlo al substrato sottostante utilizzando la luce UV. La barriera risultante impedisce ai batteri e ad altri materiali organici nocivi di attaccarsi e causare infezioni.Credito Scitechdaily).
I ricercatori dell’UCLA hanno creato un nuovo trattamento di superficie che impedisce ai batteri di attaccarsi ai dispositivi medici come cateteri e stent per prevenire infezioni pericolose.
Un Ospedale o una clinica medica possono sembrare l’ultimo posto in cui ti aspetteresti di contrarre brutte infezioni, eppure quasi 1,7 milioni di americani contraggono brutte infezioni ogni anno che provocano quasi 100.000 morti per complicazioni legate all’infezione e $ 30 miliardi di spese mediche dirette.
Secondo gli specialisti, le apparecchiature mediche come cateteri, stent, valvole cardiache e pacemaker sono i principali responsabili, rappresentando i due terzi di tutte le infezioni. Le loro superfici spesso si ricoprono di pericolose pellicole batteriche. Tuttavia, un trattamento superficiale unico sviluppato da un team guidato dagli scienziati dell’Università della California, Los Angeles (UCLA), potrebbe aiutare a migliorare la sicurezza di questi dispositivi riducendo al contempo la pressione finanziaria sul sistema sanitario.
I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Advanced Materials il 19 maggio 2022.
I microbi dannosi crescono liberamente sui dispositivi medici impiantati. È probabile che un nuovo metodo per applicare un trattamento di rivestimento superficiale ai dispositivi medici ne migliori la sicurezza, riducendo le complicazioni e i decessi dei pazienti. Credito: Amir Sheikhi/Penn State
In laboratorio, i ricercatori hanno applicato il trattamento superficiale a diversi materiali per dispositivi medici comunemente usati, quindi hanno testato la resistenza dei materiali modificati a vari tipi di batteri, funghi e proteine. Hanno scoperto che il trattamento ha ridotto la crescita del biofilm di oltre l’80% e in alcuni casi fino al 93%, a seconda del ceppo microbico.
“Le superfici modificate hanno mostrato una robusta resistenza contro microrganismi e proteine, che è esattamente ciò che cercavamo di ottenere”, ha affermato Richard Kaner, Dr. Myung Ki Hong Professore dell’innovazione dei materiali dell’UCLA e autore senior della ricerca. “Le superfici hanno notevolmente ridotto o addirittura impedito la formazione di biofilm.
“E i nostri primi risultati clinici sono stati eccezionali”, ha aggiunto Kaner.
La ricerca clinica ha coinvolto 16 utilizzatori di cateteri urinari a lungo termine che sono passati ai cateteri in silicone con il nuovo trattamento superficiale zwitterionico. Questo catetere modificato è il primo prodotto realizzato da una società fondata da Kaner nel suo laboratorio, denominata SILQ Technologies Corp., ed è stato autorizzato per l’uso nei pazienti dalla Food and Drug Administration.
Dieci dei pazienti hanno descritto le loro condizioni del tratto urinario utilizzando il catetere trattato in superficie come “molto migliori” o “molto molto migliori” e 13 hanno scelto di continuare a utilizzare il nuovo catetere rispetto alle opzioni convenzionali in lattice e silicone dopo la fine del periodo di studio.
“Tali problemi del tratto urinario correlati al catetere sono illustrativi dei problemi che affliggono altri dispositivi medici, che, una volta inseriti o impiantati, possono diventare terreno fertile per batteri, crescita dannosa del biofilm e infezioni”, ha affermato Kaner, membro del California NanoSystems Institute dell’UCLA, che è anche un illustre Professore di chimica e biochimica e di scienze dei materiali e ingegneria. Le cellule patogene pompate da questi biofilm altamente resilienti causano quindi infezioni ricorrenti nel corpo.
In risposta, il personale medico somministra regolarmente antibiotici potenti ai pazienti che utilizzano questi dispositivi, una soluzione a breve termine che rappresenta un rischio a lungo termine di creare infezioni da “superbatteri” resistenti agli antibiotici e pericolose per la vita. “Ampiamente e frequentemente, contro le infezioni vengono prescritti antibiotici”, ha detto Kaner, “ed è più probabile che i batteri sviluppino resistenza ad essi”.
Un importante rapporto del 2014 dell’Organizzazione Mondiale della Sanità ha riconosciuto questo uso eccessivo di antibiotici come una minaccia imminente per la salute pubblica, con i funzionari che chiedono una risposta aggressiva per prevenire “un’era post-antibiotica in cui le infezioni comuni e le lesioni lievi che sono state curabili per decenni possono una volta uccidere di nuovo”.
“Il bello di questa tecnologia”, ha detto Kaner, “è che può prevenire o ridurre al minimo la crescita del biofilm senza l’uso di antibiotici. Protegge i pazienti che utilizzano dispositivi medici – e quindi protegge tutti noi dalle infezioni- dalla resistenza microbica e dalla proliferazione di superbatteri“.
“I polimeri zwitterion del trattamento superficiale sono noti per essere estremamente biocompatibili e assorbono l’acqua molto strettamente, formando una sottile barriera idratante che impedisce a batteri, funghi e altri materiali organici di aderire alle superfici”, ha affermato Kaner. E, ha osservato, la tecnologia è altamente efficace, non tossica e relativamente a basso costo rispetto ad altri trattamenti superficiali attuali per dispositivi medici, come i rivestimenti a base di antibiotici o argento.
“Oltre al suo utilizzo nei dispositivi medici, la tecnica di trattamento delle superfici potrebbe avere applicazioni non mediche”, ha affermato Kaner, “estendendo potenzialmente la durata dei dispositivi di trattamento dell’acqua e migliorando le prestazioni della batteria agli ioni di litio”.
Fonte:Advanced Materials
