Per fermare la diffusione di malattie, il nuovo rivestimento potrebbe essere utilizzato per rivestire schermi del telefono e tastiere, nonché l'interno di cateteri e tubi respiratori, che sono una delle principali fonti di infezioni associate all'assistenza sanitaria (ICA).
Un team di ricercatori guidato dalla University College of London (UCL) ha sviluppato un nuovo rivestimento che si attiva con luce a bassa intensità per uccidere batteri come Staphylococcus aureus ed Escherichia coli. La ricerca, pubblicata su Nature Communications, è la prima a mostrare un rivestimento antimicrobico attivato dalla luce che uccide con successo i batteri in condizioni di luce ambientale di bassa intensità (300 lux), come quella che si trova nei reparti e nelle sale d'attesa. In precedenza, rivestimenti simili necessitavano di luce intensa (3.000 lux), come quella delle sale operatorie, per attivare le proprie proprietà di uccisione. Il nuovo rivestimento battericida è costituito da minuscoli agglomerati di oro modificato chimicamente e incorporato in un polimero con cristalvioletto, un colorante con proprietà antibatteriche e antifungine.
Il primo autore, Gi Byoung Hwang (UCL Chemistry), ha affermato: "Coloranti come il cristalvioletto sono candidati promettenti per uccidere i batteri e mantenere sterili le superfici, in quanto ampiamente utilizzati per disinfettare le ferite. Quando esposti alla luce intensa, creano specie di ossigeno reattive, che a loro volta uccidono i batteri danneggiando le loro membrane protettive e il loro DNA. Ciò viene amplificato quando sono accoppiati con metalli come argento, oro e ossido di zinco."
"Altri rivestimenti hanno effettivamente ucciso i batteri, ma solo dopo l'esposizione alla luce UV, dannosa per l'uomo, o a fonti di luce molto intense, non molto pratiche. Siamo sorpresi di vedere quanto sia efficace il nostro rivestimento nell'uccidere sia S. aureus che E. coli alla luce ambientale, rendendolo promettente per l'uso in una molteplicità di ambienti sanitari," ha aggiunto Ivan Parkin (UCL Chemistry), autore senior e decano della UCL Mathematical & Physical Sciences. Il team di chimici, ingegneri chimici e microbiologi ha creato il rivestimento battericida con un metodo scalabile e ha testato come questo abbia ucciso S. aureus ed E. coli a differenza dei rivestimenti di controllo e con diverse condizioni di luce.
Le superfici dei campioni sono state trattate con il rivestimento battericida o con un rivestimento di controllo prima di essere inoculate con 100.000 unità formanti colonie (CFU) per ml sia di S. aureus sia di E. coli. La crescita dei batteri è stata studiata in condizioni di luce bianca e scura tra 200 e 429 lux. Hanno scoperto che alla luce ambientale un rivestimento di controllo di cristalvioletto in un polimero da solo non ha ucciso alcuno dei batteri. Tuttavia, nelle stesse condizioni di illuminazione, il rivestimento battericida ha comportato una riduzione di 3,3 log nella crescita di S. aureus dopo sei ore e una riduzione di 2,8 log nella crescita di E. coli dopo 24 ore.
"E. coli risultava più resistente al rivestimento battericida rispetto a S. aureus in quanto impiegava più tempo per ottenere una riduzione significativa del numero di batteri vitali sulla superficie. Ciò è presumibilmente dovuto al fatto che E. coli ha una parete cellulare con una struttura a doppia membrana mentre S. aureus ha una barriera a membrana singola ", ha spiegato la coautrice dello studio Elaine Allan (UCL Eastman Dental Institute).
Il team ha scoperto inaspettatamente che il rivestimento uccide i batteri producendo perossido di idrogeno, un reagente relativamente delicato usato nelle soluzioni detergenti per lenti a contatto. Funziona attaccando chimicamente la membrana cellulare e quindi impiega più tempo a lavorare sui batteri con più livelli di protezione.
"Gli agglomerati d'oro nel nostro rivestimento sono fondamentali per generare il perossido di idrogeno attraverso l'azione della luce e dell'umidità. Dato che gli agglomerati contengono solo 25 atomi di oro, è necessario una quantità minima di questo metallo prezioso rispetto a rivestimenti simili, rendendo il nostro rivestimento invitante per un uso più ampio," ha commentato Asterios Gavriilidis (UCL Chemical Engineering).
La ricerca è stata finanziata dall'Engineering and Physical Sciences Research Council, attraverso il progetto Advanced Flow Technology for Healthcare Materials Manufacturing (MAFuMa).