O grafeno se liga a drogas que matam bactérias em implantes

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 – O ácido úsnico (amarelo) é integrado e liberado do revestimento de grafeno do implante. O ácido úsnico mata as bactérias (verdes) e, assim, evita que formem biofilmes infecciosos na superfície. 

Cortesia Chalmers por Susanne Nilsson Lindh & Joshua Worth: As infecções bacterianas relacionadas a implantes médicos representam um grande fardo para a saúde e causam grande sofrimento aos pacientes em todo o mundo. Agora, os pesquisadores da Chalmers desenvolveram um novo método para prevenir essas infecções, cobrindo um material à base de grafeno com moléculas bactericidas.

“Por meio de nossas pesquisas, conseguimos ligar moléculas antibacterianas insolúveis em água ao grafeno, e fazer com que as moléculas fossem liberadas de forma contínua e controlada do material. Este é um requisito essencial para que o método funcione. A forma como ligamos as moléculas ativas ao grafeno também é muito simples, podendo ser facilmente integrada a processos industriais ”, explica Santosh Pandit, pesquisador do Departamento de Biologia e Engenharia Biológica da Chalmers e primeiro autor do estudo que foi publicado recentemente na Scientific Reports.

Certas bactérias podem formar camadas superficiais impenetráveis, ou “biofilmes”, em implantes cirúrgicos, como implantes dentários e outros ortopédicos, e representam um grande problema para a saúde em todo o mundo. Os biofilmes são mais resistentes do que outras bactérias e, portanto, as infecções muitas vezes são difíceis de tratar, levando a grande sofrimento para os pacientes e, no pior dos casos, necessitando da remoção ou substituição dos implantes. Além dos efeitos sobre os pacientes, isso acarreta grandes custos para os profissionais de saúde.

O grafeno é adequado como um material de fixação

Há uma variedade de drogas e moléculas insolúveis em água ou hidrofóbicas que podem ser usadas por suas propriedades antibacterianas, mas para que sejam usadas no corpo, elas devem ser fixadas a um material, o que pode ser difícil e trabalhoso intensivo para fabricar.

“O grafeno oferece aqui um grande potencial de interação com moléculas ou drogas hidrofóbicas e, quando criamos nosso novo material, aproveitamos essas propriedades. O processo de ligação das moléculas antibacterianas ocorre com o auxílio do ultrassom ”, diz Santosh Pandit.

No estudo, o material grafeno foi recoberto com ácido úsnico, extraído de líquenes, a exemplo do líquen fruticoso. Pesquisas anteriores mostraram que o ácido úsnico tem boas propriedades bactericidas. Ele age impedindo as bactérias de formarem ácidos nucléicos, especialmente inibindo a síntese de RNA e, assim, bloqueando a produção de proteínas na célula. O ácido úsnico foi testado quanto à sua resistência às bactérias patogênicas Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, dois culpados comuns pela formação de biofilme em implantes médicos.

Método simples abre caminho para drogas futuras

O novo material dos pesquisadores exibiu uma série de propriedades promissoras. Além dos resultados bem-sucedidos de integração do ácido úsnico na superfície do material grafeno, eles também observaram que as moléculas de ácido úsnico eram liberadas de forma controlada e contínua, evitando a formação de biofilmes na superfície.

“Ainda mais importante, nossos resultados mostram que o método para ligar as moléculas hidrofóbicas ao grafeno é simples. Ele abre o caminho para uma proteção antibacteriana mais eficaz de produtos biomédicos no futuro. Agora estamos planejando ensaios onde exploraremos a ligação de outras moléculas hidrofóbicas e drogas com potencial ainda maior para tratar ou prevenir várias infecções clínicas ”, diz Santosh Pandit.

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