Grafene e granchi per sconfiggere i i superbatteri. Uno studio italiano

Può sopprimere il 90% dei batteri. Svolta nel campo delle tecnologie dei materiali biomedici

[2 gennaio 2017]

Lo studio “Biomimetic antimicrobial cloak by graphene-oxide agar hydrogel”, finanziato dal Consiglio di ricerche europeo (Erc) e pubblicato su Scientific Reports da un team di ricercatori italiani dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr), dell’università Cattolica del Sacro Cuore, della Sapienza università di Roma e dell’università dell’Aquila illustra una tecnica che imita la natura e che potrebbe aiutarci a limitare la sempre più diffusa e pericolosa resistenza ai superbatteri.

Come spiegano i ricercatori, «Per contrastare i rischi di infezione in sala operatoria, i medici potrebbero presto avere a disposizione strumenti rivestiti di ossido di grafene ispirati alle rugosità tipiche del granchio che, grazie alla struttura del suo carapace, non viene attaccato dai batteri».

Uno degli autori dello studio, Claudio Conti, direttore dell’Isc-Cnr, che insegna al  Dipartimento di fisica della Sapienza, sottolinea che «L’European Center for Diseases Prevention and Control (Ecdc) ha dichiarato che dal 2009, in Europa, oltre 400.000 persone hanno sviluppato infezioni batteriche resistenti agli antibiotici. Abbiamo quindi l’esigenza di maturare nuove strategie per la difesa di superfici sensibili come quelle delle protesi e dell’attrezzatura chirurgica. Per farlo siamo partiti dalle soluzioni offerte dalla natura, imitando, per il rivestimento di questi strumenti, l’involucro esterno del granchio, che grazie alla sua rugosità respinge i batteri».

Un altro degli autori, Massimiliano Papi, professore all’Istituto di fisica e microbiologia dell’università Cattolica del Sacro Cuore, spiega a sua volta come i ricercatori hanno potenziato l’efficacia di questo approccio impiegando il grafene, di cui sono già note le proprietà antimicrobiche: «Abbiamo realizzato un rivestimento con un idrogel a base di ossido di grafene. L’azione antibatterica è dovuta alla struttura in fogli, delle dimensioni di qualche nanometro, dell’ossido di grafene, in grado di tagliare la membrana della cellula batterica o di avvolgerne la superficie, contrastando così lo sviluppo di batteri resistenti ai farmaci».

Tale meccanismo di base, di natura meccanica, che viene amplificato dalla  supercavitazione laser, una tecnica di laser printing scoperta dal team di ricerca italiano.  Conti conclude: «L’azione del laser permette di massimizzare l’esposizione dei fogli di grafene secondo un pattern progettato proprio sulla rugosità tipiche del carapace del granchio. Analisi morfologiche e del rilascio degli acidi nucleici da parte di cellule di Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans hanno evidenziato che l’azione del rivestimento è sia batteriostatica che battericida, ossia blocca e uccide, arrivando a sopprimere il 90% dei batteri: un risultato rilevante, una svolta nel campo delle tecnologie dei materiali biomedici, perché la soluzione fornita è versatile, economica e a basso impatto tossicologico».