Investigación explora posibilidades de nanoestructuras antimicrobianas como elementos resistentes a gérmenes en superficies

El trabajo liderado por los académicos Dr. Juan Escrig Murúa y Dra. Carol López de Dicastillo de la Universidad de Santiago de Chile busca resguardar superficies como pasamanos, envoltorios de alimentos e incluso pinturas, gracias al desarrollo de nanoestructuras de óxidos metálicos.

El desarrollo de nuevas nanoestructuras que puedan ser incorporadas a superficies cotidianas, para evitar el contacto y posible ingreso de gérmenes al cuerpo humano, es parte del trabajo que por estos días se desarrolla en el Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología, Cedenna.

Los compuestos antimicrobianos en superficies podrían contribuir a resguardar zonas donde hoy el coronavirus SARS-CoV-2 (virus responsable de la enfermedad denominada COVID-19) se podría alojar: "Hemos realizado pruebas analizando la capacidad antimicrobiana de las estructuras desarrolladas incluso en superficie, y evidencian una elevada actividad contra bacterias, por lo que nuestra investigación se podría escalar para contribuir en la seguridad de zonas de trabajo hacia este tipo de microorganismos, pero para asegurar que sean protectoras frente a virus son necesarios ensayos adicionales", señala el Dr. Escrig, director del Laboratorio de Nanomagnetismo.

Los científicos han trabajado en la fabricación de nanoestructuras (estructuras de tamaño nanométrico) de dióxido de titanio y óxido de zinc con distintas morfologías con el objeto de investigar su potencial aplicación como compuestos antimicrobianos. "Hemos identificado que mediante la combinación de las técnicas de electrospinning y deposición de capas atómicas es posible controlar los parámetros de desarrollo y obtener nanotubos y nanoesferas de óxidos metálicos de forma homogénea y precisa. Los análisis de actividad antibacteriana revelaron además que la eficiencia de las nanopartículas depende de su morfología. A modo de ejemplo, los nanotubos huecos de dióxido de titanio desarrollados presentaron mayor reducción bacteriana que las nanopartículas comerciales de este óxido", señala la Dra. López de Dicastillo.

Estos resultados formaron parte del proyecto Fondecyt Regular 1170624 y actualmente los investigadores están desarrollando un Proyecto Redes junto con el Instituto de Micro y Nanotecnología en España, y el Laboratorio de Nanomedicina Webster en la Universidad del Nordeste en Estados Unidos. "Considerando que siempre vamos a estar expuestos a nuevos gérmenes, esperamos que a futuro nuestra investigación pueda aportar a reducir su poder infeccioso una vez que éstos se adhieren a distintas superficies modificadas", puntualiza Escrig.

 

Antimicrobianos

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) aún no se tiene certeza de la permanencia del virus causante del COVID-19 en las superficies, sin embargo -indican- que pareciese comportarse al igual que otros coronavirus. Esto quiere decir que su permanencia podría variar desde unas pocas horas, hasta varios días en función del tipo de superficie, su temperatura o la humedad del ambiente.

- ¿Es posible que las nanoestructuras antimicrobianas que desarrollan se puedan aplicar en centros de salud o instituciones expuestos a distintos gérmenes?
JE: Las aplicaciones de esta tecnología son impredecibles, ya que podría usarse en pintura antimicrobiana para recubrir tanto la infraestructura hospitalaria como los mismos dispositivos médicos, también se podría pintar mobiliario escolar o pasamanos del transporte público;  en envases activos, para recubrir tanto los alimentos que se venden en el supermercado como los que se exportan; en textil, generando prendas de vestir antimicrobianas tanto para el personal médico como para el civil, entre otras aplicaciones. 

- ¿De qué forma actúan las nanoestructuras de óxido metálico para eliminar la presencia de gérmenes en las superficies?
JE: En general, la actividad antibacteriana de las nanoestructuras de óxidos metálicos aumenta con la disminución de su tamaño debido a una mayor generación de especies de oxígeno reactivas (EOR o ROS por reactive oxygen species) y daños en la membrana de las bacterias. Es importante tener presente que la actividad antimicrobiana de estas nanoestructuras dependerá fuertemente de su morfología, tamaño y energía superficial.

- ¿De qué forma el trabajo interdisciplinario podría contrarrestar el impacto del COVID-19?
JE: La combinación de las experiencias individuales de los investigadores de esta red, así como la infraestructura disponible en cada laboratorio, permiten esperar una sinergia fructífera que pueda llevarnos a importantes contribuciones en el campo de los compuestos antimicrobianos. Quizás hoy no vamos a encontrar una solución para la pandemia que nos golpea, pero sí esperamos estar mejor preparados para la próxima.

 

Publicaciones de interés (Para descargar en formato PDF)

 

Por Nadia Politis
Fotografías: Laboratorio de Nanomagnetismo Cedenna