Un material híbrido de seda ataca a las bacterias cuando es iluminado por una luz verde, gracias a una proteína fluorescente muy roja que los investigadores transfirieron a su composición genética.
El material totalmente natural sería más seguro que los medios fotocatalíticos convencionales, o activados por la luz, para matar patógenos nocivos como las bacterias, que usan semiconductores potencialmente peligrosos y requieren luz ultravioleta que causa cáncer para la activación. Una alternativa de seda diseñada por la Universidad de Purduey el Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Corea usaría en su lugar biomateriales plasmónicos similares a los fotocatalizadores y luz visible, que también ayudan en la curación de heridas y la remediación ambiental, incluida la purificación del aire y el agua. Sus hallazgos se publicaron a primera vista el 12 de marzo en Ciencia avanzada .
"La seda es un biomaterial antiguo y bien conocido", dijo Young Kim, profesor asociado de ingeniería biomédica de Purdue. "No tiene ningún problema con el cuerpo humano. Y lo bueno de la luz verde es que no es dañino- el color corresponde a la intensidad más fuerte del espectro solar. "
Para combinar los beneficios de la seda y la luz verde, los investigadores insertaron el gen para "mKate2", una proteína fluorescente de color rojo lejano, en un huésped de seda. Al encender una luz verde en el híbrido resultante se generan especies reactivas de oxígeno ROS, queson radicales efectivos para descomponer contaminantes orgánicos y atacar la membrana y el ADN de los patógenos.
Cuando E. coli en la seda fluorescente se iluminó con una luz verde débil durante 60 minutos, la tasa de supervivencia de la bacteria cayó al 45 por ciento.
Los investigadores encontraron que el híbrido podría procesarse en una solución, película, vendaje y tela. "Básicamente hemos agregado fluorescencia a la seda para facilitar la desinfección o descontaminación utilizando solo luz visible", dijo Jung Woo Leem, un académico visitante enEscuela de ingeniería biomédica de Purdue.
El equipo de Kim cree que la seda fluorescente roja activada con luz verde podría ser más eficiente y escalable que otros fotocatalizadores plasmónicos, en los que las nanopartículas metálicas hibridadas a partir de materiales semiconductores también usan luz visible pero aún podrían tener consecuencias ambientales negativas.
"Los fotocatalizadores de seda serían más fáciles y seguros de producir que los plasmónicos, ya que los gusanos de seda, en lugar de las instalaciones industriales, son los anfitriones de los materiales generadores de ROS. Es una fabricación completamente nueva de nanomateriales ecológicos", dijo Kim.
Debido a que la luz blanca ambiental también incluye luz verde, los investigadores anticipan que el material híbrido de seda normalmente debería tener una fuente de luz lo suficientemente fuerte como para generar ROS siempre que una luz verde controle la generación de ROS.
El equipo de Kim planea aprovechar la biocompatibilidad de la seda con el cuerpo humano por dentro y por fuera. "Estamos pensando en algunos materiales de curación de heridas implantables e inyectables que se disuelven con el tiempo en el cuerpo. Entonces no necesitaríamos hacer máscirugía para sacarlo ", dijo Kim.
El equipo ha presentado una solicitud de patente estadounidense para la protección y comercialización de la propiedad intelectual.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Kayla Wiles. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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