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Novel approaches for prevention and degeneration of pathogenic bacteria biofilms formed on medical devices e.g. catheters

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I processi sonochimici prevengono la formazione di biopellicola

I cateteri urinari contaminati da biopellicola sono legati a costi sanitari annuali di oltre 400 milioni di dollari USA. I ricercatori hanno sviluppato nuovi rivestimenti e tecniche sonochimiche per prevenire tale contaminazione.

Tecnologie industriali

Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus sono i microbi multi-farmaco resistenti che si vedono più comunemente negli ambienti ospedalieri. Sono stati tentati diversi approcci per prevenire la formazione di biopellicola tra cui meccanismi biologici e impregnazione di dispositivi medici con agenti antimicrobici, ma si sono rivelati inefficienti. Il progetto NOVO (Novel approaches for prevention and degeneration of pathogenic bacteria biofilms formed on medical devices e.g. catheters), finanziato dall’UE, ha sfruttato gli ultrasuoni, che sono economici, richiedono un solo intervento e rispettano l’ambiente, per produrre nuovi rivestimenti e materiali antimicrobici. Per i rivestimenti, i ricercatori hanno studiato l’efficacia di nanoparticelle inorganiche come l’ossido di zinco (ZnO) e il fluoruro di magnesio (MgF2) oltre a polimeri organici ed enzimi. Gli scienziati sono riusciti a rivestire con particelle inorganiche dei cateteri e il MgF2 ha mostrato un’inibizione della formazione del biopellicola oltre il 70 %. L’intero processo sonochimico per il rivestimento dei cateteri richiede meno di 30 minuti. Oltre a mantenere la biocompatibilità, i cateteri rivestiti di ZnO e MgF2 non venivano modificati dalla sterilizzazione con radiazioni gamma e ossido di etilene. Un’altra cosa importante è che le proprietà del catetere erano conformi ai requisiti richiesti dalla legge. Il rivestimento di cateteri in silicone con polimeri organici ha permesso di ridurre la formazione di biopellicole batteriche di P. aeruginosa e S. aureus. Sono state ottimizzate anche le condizioni di modificazione per i solventi organici. In particolare, la poli(catechina)-trimetoprima e la poli(catechina)-trimetoprim-sulfametoxazolo hanno dimostrato un’inibizione della formazione di biopellicola dell’80 %. I cateteri rivestiti di composti fenolici polimerizzati enzimaticamente e nanocapsule (NC) fenoliche hanno avuto risultati eccellenti. I test hanno dimostrato un’attività antimicrobica di oltre l’80 % in diverse specie batteriche. L’uso di sulfobetaine metacrilato con NC fenoliche ha migliorato significativamente l’inibizione della biopellicola. Parallelamente, gli scienziati hanno immobilizzato enzimi come cellobiosio deidrogenasi e acilasi sulle superficie dei cateteri. Questi rivestimenti si sono dimostrati efficaci anche nella riduzione delle formazioni di biopellicola di P. aeruginosa e S. aureus. I prodotti e le tecniche NOVO per il rivestimento di dispositivi medici si prospettano capaci di ridurre in modo economico e significativo le infezioni ospedaliere, migliorando così la qualità dell’assistenza sanitaria e la qualità della vita dei pazienti. Inoltre la piattaforma tecnologica NOVO potrebbe essere usata per applicazioni non mediche come per esempio nelle tubature fognarie, i condotti e le membrane per il trattamento delle acque. Questo darà anche impulso al mercato del lavoro e all’economia dell’Europa in un mercato che vale diversi miliardi di euro.

Parole chiave

Sonochimico, biopellicola, cateteri, rivestimenti, dispositivi medici, antimicrobico, nanoparticelle inorganiche

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