Pesquisadores criam um tipo de aço inox capaz de eliminar superbactérias

Uma equipe de cientistas da Georgia Tech University criou um material à base de aço e cobre que não precisa ser tratado com detergentes nem antibióticos para se manter livre de bactérias.

Essa propriedade exclusiva é resultante da geometria de sua superfície, cravejada de agulhas nanoscópicas, tão pequenas e afiadas que perfuram a parede celular das bactérias, matando-as com eficácia e sem a necessidade de esterilização.

Essa é uma invenção potencialmente revolucionária, já que as infecções bacterianas se tornaram um grande desafio para a saúde pública no mundo todo. O abuso de antibióticos e de outros produtos químicos fez com que algumas bactérias se tornassem mais letais. 

Como os pesquisadores observam em seu estudo, publicado na revista científica de nanotecnologia "Small", novas variantes de bactérias resistentes a antibióticos causaram diretamente a morte de 1,27 milhão de pessoas no mundo em 2019 e contribuíram para quase cinco milhões de outras mortes.

“As bactérias podem crescer muito rápido, especialmente em ambientes coletivos. O objetivo desse trabalho é reduzir o número de bactérias resistentes a medicamentos", afirma a pesquisadora principal, Anuja Tripathi.

“Demonstramos que a atividade dupla do aço nanotexturizado revestido com cobre pode destruir as bactérias, rompendo sua membrana celular e despolarizando-as, mesmo sem qualquer produto químico.”

Esse metamaterial não terá o mesmo efeito de evolução nas bactérias provocado por produtos químicos antibióticos. As bactérias podem sofrer mutações para se adaptar aos antibióticos, mas suas membranas não são capazes de se adaptar ao rompimento físico, assim como os animais não se adaptam a balas que atravessam seus corpos.

Segundo a pesquisadora, a invenção pode ser usada para fabricar objetos que sejam antibacterianos por natureza, ideais para uso em hospitais e cozinhas – locais onde a contaminação das superfícies pode causar doenças graves. 

Os testes incluíram E. coli e staphylococcus, que representam os dois principais grupos de bactérias: gram-positivas (que, grosso modo, são protegidas por uma parede de aminoácidos e açúcares chamada peptidoglicano e uma membrana interna) e gram-negativas (que são protegidas por camadas de peptidoglicano imprensadas entre duas membranas).

“Matar bactérias gram-positivas sem produtos químicos é relativamente fácil, mas combater bactérias gram-negativas é um grande desafio, devido à sua membrana celular espessa e multicamadas. Se essas bactérias persistirem nas superfícies, elas podem crescer muito rapidamente", explica Tripathi.

O objetivo dos pesquisadores era desenvolver uma superfície bactericida sem antibióticos que fosse eficaz tanto contra bactérias gram-negativas quanto gram-positivas

DESENVOLVENDO UM METAL MAIS LIMPO

O metamaterial é fabricado por meio de um processo eletroquímico de duas etapas que modifica a superfície do aço inoxidável. Primeiro, o processo grava o aço em estruturas semelhantes a agulhas longas de tamanho nanoscópico. A segunda parte consiste em depositar uma camada de íons de cobre com espessura atômica na superfície.

A nanotextura de aço inoxidável mata todos os tipos de bactérias por si só, mas a equipe queria aumentar ainda mais a atividade antibacteriana usando cobre. Embora o cobre seja conhecido há muito tempo por suas propriedades antibacterianas, ele é muito caro para ser usado em grandes quantidades. 

Mas a equipe descobriu que basta depositar alguns íons de cobre no aço para obter a mesma eficácia antibacteriana, evitando, assim, o custo proibitivo do uso do cobre na fabricação em massa de equipamentos cirúrgicos, bancadas e mesas.

COMBATENDO SUPERBACTÉRIAS 

A equipe quer fazer mais pesquisas para verificar a eficácia do aço nanotexturizado contra outras bactérias nocivas, mas Tripathi garante que o metamaterial funcionará com outras cepas e tipos, já que elas compartilham as mesmas características de parede celular e que são vulneráveis à mesma mecânica.

a invenção pode ser usada para fabricar objetos que sejam antibacterianos por natureza, ideais para uso em hospitais e cozinhas.

Se o desenvolvimento continuar nessa direção, esse novo aço poderá se tornar um item básico em ambientes médicos e em qualquer outro lugar. Superfícies tocadas com frequência, como maçanetas de portas e corrimões de escadas também se beneficiarão dessa tecnologia. 

Também há interesse em incorporar o material aos implantes médicos, para evitar infecções. A partir daí, o custo pode se tornar barato o suficiente para se estender ao setor de alimentos, de embalagens, panelas e frigideiras até superfícies em grandes fábricas de processamento de alimentos, que são propensas a surtos de E.coli. 

Também é possível imaginar marcas de eletrônicos de alto consumo usando alguma versão desse aço para criar aparelhos à prova de bactérias. Afinal, o medo de doenças é um argumento de vendas extremamente poderoso.