Científicos de EEUU han inventado un proceso electroquímico que llena el acero inoxidable de millones de pinchos nanoscópicos que matan bacterias para mantener ‘esterilizado’ cualquier objeto metálico
Ilustración del nuevo metamaterial según las imágenes de microscopio electrónico. (Novaceno/ChatGPT)
Por
Jesús Díaz
26/05/2024
Científicos norteamericanos han creado un acero inoxidable que no necesita ser tratado con agentes químicos o antibióticos para mantenerse limpio de bacterias. El acero tiene una superficie plagada de agujas nanoscópicas, tan pequeñas que destruyen la membrana celular del E. coli y el estafilococo.
Las infecciones bacterianas se han convertido en un gran desafío para la salud mundial. Como apuntan sus inventores, en 2019 nuevas variantes de bacterias resistentes a los antibióticos causaron directamente la muerte de 1,27 millones de personas y contribuyeron a casi cinco millones más en todo el planeta. Estas variantes, evolucionadas en las últimas décadas gracias al abuso de los antibióticos, son ahora una de las principales causas de muerte en todos los grupos de edad.
Según los investigadores de la universidad de Georgia Tech, dirigidos por la académica postdoctoral Anuja Tripathi, el invento se puede utilizar para fabricar objetos que son antibacterianos por naturaleza para utilizarlos en hospitales y cocinas, donde la contaminación de una superficie puede conducir a enfermedades graves.
Cómo funciona
El invento de Tripathi y sus colegas, publicado en la revista científica de nanotecnología Small, es un proceso electroquímico de dos pasos que modifica la superficie del acero inoxidable. Primero, el proceso satura el acero de estructuras similares a largas agujas de tamaño nanoscópico que perforan las membranas celulares bacterianas. La segunda parte consiste en depositar iones de cobre en la superficie para mejorar sus propiedades antibacterianas.
Anuja Tripathi examina una pequeña muestra de acero inoxidable después del grabado electroquímico. (Georgia Tech)
«Matar bacterias grampositivas es comparativamente fácil [con una membrana más fácil], pero las bacterias gramnegativas plantean un desafío significativo debido a su membrana celular gruesa y multicapa. Y si estas bacterias se quedan en una superficie, pueden crecer rápidamente», explicó Tripathi. Su objetivo era desarrollar una superficie bactericida libre de antibióticos eficaz contra las bacterias gramnegativas y grampositivas
Su acero inoxidable modificado demostró una actividad antibacteriana notable, reduciendo el 97% de la E. coli —una bacteria gramnegativa— y el 99% de estafilococo —que es grampositiva. Los iones de cobre interactúan con las membranas celulares bacterianas, destruyéndolas lo suficiente para llevarlas a la muerte celular.
Durante el proceso electroquímico de Tripathi, la corriente y un electrolito de ácido, graban estructuras en forma de aguja de tamaño nano en la superficie del acero inoxidable. (Georgia Tech)
«El acero inoxidable nanotexturizado puede matar tanto a las bacterias gramnegativas como a las grampositivas, pero queríamos aumentar la actividad antibacteriana de las superficies que pueden estar altamente contaminadas», afirma Tripathi. «El revestimiento de cobre en el acero inoxidable nanotexturizado nos dio una actividad antibacteriana muy alta«. El equipo de Tripathi descubrió que se puede depositar una capa nanoscópica de iones de cobre sobre el acero sin reducir su eficacia antibacteriana, evitando así el coste prohibitivo que supondría su uso a gran escala.
Vista de la superficie con un microscopio atómico. (Georgia Tech)
Metamateriales al rescate
Este nuevo acero puede convertirse en un elemento fundamental en entornos médicos, proporcionando protección antibacteriana en todas partes, desde herramientas como tijeras y pinzas hasta mesas de operación o superficies que se tocan con frecuencia, como las manijas de las puertas y las barandillas de las escaleras. También hay interés en posibles aplicaciones de implantes médicos para prevenir infecciones.
Cuatro muestras de acero inoxidable muestran las diferentes etapas del proceso de Tripathi. (Georgia Tech)
El coste es tan barato que también podría extenderse a la industria alimentaria, desde utensilios y contenedores en grandes fábricas hasta un cazo en tu cocina.
Según Tripathi, realizarán más investigaciones para comprobar la eficacia de su nuevo acero nanotexturizado contra otras bacterias dañinas. Según Tripathi, la E.coli es difícil de eliminar, así que el estudio actual demuestra que sería lógico comprobar que el proceso eliminará bacterias del mismo tipo.
21/06/2024
