Las películas microbianas rígidas a menudo cubren dispositivos médicos, artículos para el hogar e infraestructura, como el interior de las tuberías de suministro de agua, y pueden provocar infecciones peligrosas. Los investigadores han desarrollado un sistema que aprovecha el poder de las burbujas para impulsar pequeñas partículas a través de las superficies de estospelículas duras y dar un golpe mortal antiséptico a los microbios que viven dentro.
Las biopelículas son colonias viscosas de microbios unidos por andamios internos que se adhieren a todo lo que tocan. Alrededor del 80 por ciento de todas las infecciones médicas se originan en biopelículas que invaden el funcionamiento interno de los dispositivos e implantes hospitalarios dentro de los pacientes. La erradicación es difícil porque los desinfectantes tradicionales yLos antibióticos no pueden penetrar efectivamente la superficie dura de una biopelícula, dijeron los investigadores.
en el diario Materiales e interfaces aplicados , un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign describe cómo utilizaron las diatomeas, los pequeños esqueletos de algas, cargados con una sustancia química generadora de oxígeno para destruir los microbios.
"La mayoría de nosotros tenemos esos puntos negros o amarillos en nuestras duchas en casa", dijo el coautor Hyunjoon Kong, profesor de ingeniería química y biomolecular y afiliado del Colegio de Medicina Carle Illinois. "Esos puntos son biopelículas y la mayoría desabemos que se necesita mucha energía para eliminarlos. Imagínese intentar hacer esto dentro del espacio confinado de la tubería de un dispositivo médico o implante. Sería muy difícil ".
Buscando en la naturaleza y la mecánica básica una solución, los investigadores desarrollaron un sistema que utiliza diatomeas abundantes de forma natural junto con peróxido de hidrógeno y pequeñas láminas generadoras de oxígeno compuesto de óxido de manganeso.
"Podríamos haber fabricado una partícula usando impresoras 3D, pero afortunadamente la naturaleza ya nos proporcionó una opción barata y abundante en diatomeas", dijo el coautor e investigador postdoctoral Yongbeom Seo. "Las especies de diatomeas que seleccionamos son huecas, altamenteporoso y en forma de varilla, que proporciona una gran superficie para que se formen las burbujas y un canal para que las burbujas escapen "
La reacción química entre las nanohojas de peróxido de hidrógeno y óxido de manganeso tiene lugar dentro del espacio vacío dentro de la diatomea. El resultado es un florecimiento de microburbujas que fluyen a través del pequeño canal, impulsando las diatomeas rígidas hacia adelante con suficiente fuerza para romper la superficiey la estructura interna de las biopelículas, dijeron los investigadores.
"Dopamos las partículas con nanohojas de óxido de manganeso, luego las mezclamos con peróxido de hidrógeno y lo aplicamos a la superficie de la biopelícula", dijo Kong. "Una vez que las diatomeas se rompen a la estructura interna de la biopelícula, continúanexpulsar burbujas y facilitar la entrada de peróxido de hidrógeno, que es un desinfectante eficaz contra bacterias y hongos ".
Los investigadores creen que su éxito es el resultado de la decisión de centrarse en los aspectos mecánicos de la destrucción de biopelículas, no en los aspectos químicos de simplemente matar microbios.
"Hemos llegado a una solución mecanicista para este problema y las posibilidades de esta tecnología son infinitas", dijo el coautor Simon Rogers, profesor de ingeniería química y biomolecular. "Estamos discutiendo nuestra investigación con médicos que tienen muchasideas sobre cómo usar este sistema que ni siquiera pensamos originalmente, como la eliminación de la placa dental ".
Video de los microburbujas en acción: http://www.youtube.com/watch?v=LjK4QguW0wA&feature=youtu.be
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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