13.01.2021 - POSTECH - Pohang University of Science and Technology

Nanocristales que erradican el biofilm de bacterias

El equipo de investigación encuentra formas de controlar la textura de la superficie de las nanoestructuras

La pandemia de COVID-19 está haciendo temer nuevos patógenos como nuevos virus o bacterias resistentes a las drogas. A esto, un equipo de investigación coreano ha llamado recientemente la atención para desarrollar la tecnología para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos mediante el control de la textura de la superficie de los nanomateriales.

Un equipo de investigación conjunto de POSTECH y UNIST ha introducido nanoestructuras de textura superficial con base mixta de FeCo-óxido (MTex) como plataforma magneto-catalítica altamente eficiente en la revista internacional Nano Letters. El equipo estuvo formado por los profesores In Su Lee y Amit Kumar con la Dra. Nitee Kumari del Departamento de Química de la POSTECH y el profesor Yoon-Kyung Cho y el Dr. Sumit Kumar del Departamento de Ingeniería Biomédica del UNIST.

En primer lugar, los investigadores sintetizaron nanocristales de superficie lisa en los que varios iones metálicos fueron envueltos en una capa de polímero orgánico y los calentaron a una temperatura muy alta. Mientras se recocia la cubierta de polímero, una reacción química de estado sólido a alta temperatura indujo la mezcla de otros iones metálicos en la superficie de los nanocristales, creando una serie de ramas de unos pocos nm de tamaño y agujeros en ella. Se descubrió que esta textura superficial única catalizaba una reacción química que producía especies reactivas de oxígeno (ROS) que matan las bacterias. También se confirmó que era altamente magnética y que se atraía fácilmente hacia el campo magnético externo. El equipo había descubierto una estrategia sintética para convertir los nanocristales normales sin características superficiales en nanocristales de óxido de metal mixto altamente funcionales.

El equipo de investigación denominó a esta topografía de superficie - con ramas y agujeros que se asemejan a los de un campo arado - "MTex". Se ha comprobado que esta textura superficial única aumenta la movilidad de las nanopartículas para permitir una penetración eficiente en la matriz de biopelícula, al tiempo que muestra una alta actividad en la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) que son letales para las bacterias.

Este sistema produce ROS en un amplio rango de pH y puede difundirse eficazmente en la biopelícula y matar las bacterias incrustadas resistentes a los antibióticos. Y como las nanoestructuras son magnéticas, los restos de biopelícula pueden ser eliminados incluso de los microcanales de difícil acceso.

"Este MTex recientemente desarrollado muestra una alta actividad catalítica, distinta de la superficie lisa y estable de las formas de espinela convencionales", explicó el Dr. Amit Kumar, uno de los autores correspondientes del artículo. "Esta característica es muy útil para infiltrarse en biopelículas incluso en espacios pequeños y es eficaz para matar las bacterias y eliminar las biopelículas".

"Esta investigación permite regular la nanotexturización de la superficie, lo que abre posibilidades para aumentar y controlar la exposición de los sitios activos", comentó el profesor In Su Lee, que dirigió la investigación. "Anticipamos que las superficies con textura nanoescalar contribuirán significativamente al desarrollo de una amplia gama de nuevas propiedades similares a las enzimas en la interfaz nano-bio".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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