[ Back to EurekAlert! ] Public release date: 20-Jul-2012
[ | E-mail Share Share ]

Contact: Aitziber Lasa Iglesias
a.lasa@elhuyar.com
34-943-363-040
Elhuyar Fundazioa

Modificar superficies mediante relieves nanoestructurados para evitar la proliferación de bacterias

Este comunicado está disponible en inglés.

Investigadores del Instituto de Agrobiotecnología (centro mixto de investigación de la Universidad Pública de Navarra, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y el Gobierno de Navarra) diseñan, mediante la aplicación de láser, relieves nanoestructurados sobre superficies, de manera que éstas adquieran propiedades antibacterianas y sean más resistentes a la formación de biofilms bacterianos. Según los autores de la investigación, en ensayos preliminares realizados hasta la fecha con la bacteria Staphylococcus aureus se ha constatado una reducción en la adhesión de bacterias de en torno al 65-70%.

En la investigación se han seleccionado los materiales que mejor inhiben la adhesión de bacterias y se ha estudiado la resistencia a los desinfectantes de las bacterias adheridas a las superficies nanoestructuradas, cómo éstas mantienen sus propiedades durante un uso prolongado o el comportamiento de las bacterias sobre la superficie de los biomateriales. También se identificarán patrones topográficos que favorezcan la adhesión de las bacterias.

Las aplicaciones resultantes de esta investigación se prevén, según los autores, en un amplio campo, desde material quirúrgico previamente tratado con láser (prótesis, catéteres) hasta depósitos de agua o tanques de acuicultura cuyas superficies eviten la adhesión de bacterias.

Evitar la creación del biofilm bacteriano

El biofilm bacteriano se crea cuando las bacterias crecen adheridas a una superficie y se rodean de una matriz que ellas mismas producen y las hace más resistentes. "Las bacterias —explica la investigadora principal Jaione Valle Turrillas— se adhieren a cualquier superficie; puede ser la piel, órganos internos, superficies de materiales, etc. y crean ese biofilm, una especie de película que les hace más resistentes a tratamientos antibióticos, a desinfectantes, etc.". Podemos encontrar biofilms en la naturaleza (bacterias adheridas a las superficies de las piedras de los ríos), en nuestro propio cuerpo (flora intestinal y bucal), en filtros y tuberías, en depósitos de agua, en granjas (dispositivos de ordeño), en el ámbito clínico (prótesis, catéteres quirúrgicos), etc.

El grupo de investigación de Biofilms Microbianos del Instituto de Agrobiotecnología trabaja principalmente con dos bacterias: S. aureus y Salmonella. En el laboratorio se llevan a cabo diferentes líneas de investigación centradas en la prevención o eliminación de biofilms que van desde el desarrollo de vacunas, a la investigación de agentes dispersantes del biofilm y actualmente se investiga en este proyecto de modificación de superficies para evitar la formación de biofilm.

"Gracias a la tecnología DLIP, con diferentes haces de láseres, a escala nanométrica se interfiere sobre una superficie y se modifica —explica Jaione Valle— Puedes crear distintos patrones y dibujos, de diferente periodicidad, desde nanometros hasta micras. Ya hemos testado diferentes superficies y hemos encontrado un material y un patrón con el que se evita que sobre esa superficie se adhieran las bacterias; no se eliminan por completo, pero la reducción es del 65 al 70 %".

En primer lugar se modifica la superficie mediante laser y luego se colocan las bacterias para ver cómo crean el biofilm y en qué cantidad. Durante los ensayos se han utilizado diversos materiales y se ha comprobado cómo disminuye el número de bacterias y la creación de biofilm en función del tipo de bacteria y del tipo de estructura aplicada a la superficie.

Para cuantificar la reducción de bacterias y en qué medida quedan adheridas a la superficie nanoestructurada, los investigadores han utilizado un reactivo (Alamar Blue) que, en contacto con las bacterias vivas, emite fluorescencia. "Esa reacción se mide en un fluorímetro, de manera que a mayor número de bacterias, mayor fluorescencia se produce —indica esta investigadora—. El problema es que esta técnica no es capaz de discriminar cuando las diferencias de adhesión son pequeñas. Por eso, ahora estamos utilizando otro método: recogemos todas las bacterias que han quedado adheridas a la superficie y en un medio de cultivo las sembramos y contamos el número de colonias; es más arduo, pero también mucho más fiable".

El proyecto "Desarrollo y evaluación de las propiedades antibacterianas de superficies con relieves nanoestructurados generados por Direct Laser Interference Patterning (DLIP)" tiene una duración de tres años, finalizará en diciembre de 2013 y se realiza en colaboración con el centro tecnológico alemán "Institut Fraunhofer for Material and Beam Technology", que es el que facilita la tecnología láser para generar los relieves en las superficies. Por su parte, el IdAB realiza el estudio y ensayos experimentales. El presupuesto total, financiado por el Departamento de Innovación, Empresa y Empleo del Gobierno de Navarra, asciende a 179.800 euros.

###


[ Back to EurekAlert! ] [ | E-mail Share Share ]

 


AAAS and EurekAlert! are not responsible for the accuracy of news releases posted to EurekAlert! by contributing institutions or for the use of any information through the EurekAlert! system.