El material más delgado del mundo puede prevenir la infección del implante
Con un solo átomo de espesor, el grafeno es el material más delgado conocido por el hombre. Debido a su alta conductibilidad, el grafeno podría usarse en varios dispositivos electrónicos, como pantallas de teléfonos y cargadores. Una nueva investigación se suma a la lista de usos del material, ya que se encuentra que una capa delgada de grafeno tiene un efecto antibacteriano.
El grafeno se encontró en 2002, cuando un experto en materiales microscópicamente delgados decidió experimentar con capas muy delgadas de carbono.
El "supermaterial" resultante se conoce ahora como uno de los materiales más fuertes del mundo; de hecho, es 200 veces más fuerte que el acero, así como el más delgado.
Hecho en forma de escamas o películas, el grafeno es más conductor de electricidad que el cobre.
Anteriormente, los investigadores habían experimentado colocando las escamas de grafeno verticalmente en un esfuerzo por expandir sus aplicaciones.
Aunque estructurar el grafeno como "picos" verticales no es en sí mismo innovador, los científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Gotemburgo, Suecia, son los primeros en demostrar que colocar las escamas verticalmente mata las bacterias y previene las infecciones en un implante quirúrgico.
Los hallazgos, que ahora se han publicado en la revista Interfaces de materiales avanzados - son particularmente importantes dado que investigaciones anteriores arrojaron resultados contradictorios, con algunas pruebas que muestran que destruye las bacterias y otras que las dejan ilesas.
"Descubrimos que el parámetro clave es orientar el grafeno verticalmente", dice el coautor del estudio correspondiente Ivan Mijakovic, profesor del Departamento de Biología e Ingeniería Biológica de la Universidad Tecnológica de Chalmers. “Si es horizontal, las bacterias no se ven dañadas”, explica.
Cómo el grafeno puede beneficiar a los implantes
Según la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), los implantes médicos son "dispositivos o tejidos que se colocan dentro o en la superficie del cuerpo". Algunos de estos implantes pueden reemplazar partes del cuerpo, como prótesis de cadera o rodilla, o simplemente pueden apoyar el buen funcionamiento de otros órganos.
La FDA advierte que las infecciones a menudo acompañan a los implantes, especialmente inmediatamente después de la cirugía. Aunque normalmente estas infecciones se pueden tratar con los medicamentos adecuados, en algunos casos, el implante debe retirarse por completo.
Sin embargo, la nueva investigación muestra que colocar escamas de grafeno verticalmente en la superficie del implante forma un escudo protector "puntiagudo" que corta las bacterias y evita que se adhieran.
Es importante destacar que esta capa protectora no daña las células humanas; Las células humanas son 25 veces más grandes que las bacterias. El siguiente video explica con más detalle cómo funcionan los picos de grafeno.
"El grafeno tiene un alto potencial para aplicaciones de salud", dice el coautor del estudio correspondiente, Jie Sun, profesor asociado en el Departamento de Micro Tecnología y Nanociencia de la Universidad Tecnológica de Chalmers.
Minimizar el riesgo de rechazo de implantes, hacer innecesarios los antibióticos y proteger contra infecciones son solo algunas de estas aplicaciones.
Sin embargo, advierte, “se necesita más investigación antes de que podamos afirmar que [el grafeno] es completamente seguro. Entre otras cosas, sabemos que el grafeno no se degrada fácilmente ".
“Queremos evitar que las bacterias creen una infección. De lo contrario, es posible que necesite antibióticos, que podrían alterar el equilibrio de las bacterias normales y también aumentar el riesgo de resistencia a los antimicrobianos por parte de patógenos ".
Primer autor del estudio Santosh Pandit, Departamento de Biología e Ingeniería Biológica, Universidad Tecnológica de Chalmers
