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Inovação no Aço Inoxidável: Eliminação de Bactérias sem Uso de Antibióticos

Durante o processo eletroquímico, a corrente e um eletrólito ácido gravam estruturas semelhantes a agulhas de tamanho nanométrico na superfície do aço inoxidável. As estruturas são capazes de destruir células bacterianas

Recentemente, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia desenvolveram uma técnica eletroquímica inovadora que promete revolucionar a luta contra infecções bacterianas, sem agravar o problema da resistência aos antibióticos.

A nova técnica aproveita as propriedades antibacterianas naturais do cobre, criando estruturas em forma de agulhas em escala nanométrica na superfície do aço inoxidável. Essas estruturas são altamente eficazes na eliminação de bactérias prejudiciais como E. coli e Staphylococcus. O estudo foi publicado na revista Small.

Essa abordagem é prática e econômica, podendo reduzir a dependência de desinfetantes químicos e antibióticos em ambientes críticos como hospitais e cozinhas, onde a contaminação pode causar doenças graves. Segundo um relatório da OMS de 2019, infecções bacterianas foram diretamente responsáveis por 1,27 milhões de mortes e contribuíram para cerca de 5 milhões de mortes adicionais, sendo uma das principais causas de morte em todas as idades.

Eliminar bactérias Gram-positivas é relativamente fácil sem produtos químicos, mas as Gram-negativas representam um desafio maior devido às suas membranas celulares espessas. A presença dessas bactérias nas superfícies pode levar a uma rápida proliferação.

Anuja Tripathi, pesquisadora da Georgia Tech e primeira autora do estudo, tinha como objetivo criar uma superfície bactericida eficaz contra ambos os tipos de bactérias, sem usar antibióticos. Para isso, ela e sua equipe desenvolveram um processo em duas etapas: primeiro, utilizaram um método eletroquímico para gravar a superfície do aço inoxidável, criando nanostruturas em forma de agulhas que perfuram as membranas das bactérias. Em seguida, depositaram íons de cobre na superfície, o que compromete ainda mais as membranas bacterianas, aumentando a eficácia antibacteriana.

“O aço inoxidável nanotexturizado pode matar bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, mas queríamos aumentar a atividade antibacteriana em superfícies altamente contaminadas”, explica Tripathi.

A primeira autora do estudo, Anuja Tripathi, examina uma pequena amostra de aço inoxidável após um processo de gravação eletroquímica que concebeu para criar estruturas semelhantes a agulhas à escala nanométrica na sua superfície. Um segundo processo deposita iões de cobre na superfície para criar um material antibacteriano duplo

O aço inoxidável nanotexturizado e revestido com cobre mostrou uma redução de 97% em E. coli (Gram-negativa) e 99% em Staphylococcus epidermidis (Gram-positiva). Apesar das propriedades antibacterianas do cobre, seu uso amplo é limitado pelo custo. O método desenvolvido por Tripathi aplica apenas uma fina camada de íons de cobre, tornando-o econômico e mantendo alta atividade antibacteriana.

Essa abordagem tem aplicações promissoras em ambientes médicos, podendo ser usada em ferramentas comuns como tesouras e fórceps, além de superfícies de alto contato como maçanetas, grades e lavatórios. Esses são locais onde o aço inoxidável já é amplamente utilizado e onde a contaminação bacteriana é uma preocupação significativa, especialmente em hospitais e outros ambientes compartilhados.

O processo eletroquímico desenvolvido também pode beneficiar a indústria alimentícia, sendo integrado nos processos industriais existentes para recipientes de armazenamento de alimentos de aço inoxidável. Tripathi está especialmente interessada no potencial de uso em implantes médicos para prevenir infecções, dada a eficácia contra a E. coli, um patógeno notório.

“Se conseguirmos eliminar eficazmente a E. coli, temos boas chances de erradicar muitas bactérias de superfície”, conclui a pesquisadora.

Essa inovação não apenas oferece uma solução poderosa contra infecções bacterianas, mas também abre caminho para uma nova era de superfícies antibacterianas mais seguras e econômicas.

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