A Universidade de Toronto descreve como os dispositivos médicos implantáveis ​​dobrados podem levar ao crescimento bacteriano

Um estudo realizado por pesquisadores da Faculdade de Ciências Aplicadas e Engenharia da Universidade de Toronto mostra que a deformação mecânica de materiais medicamente implantáveis ​​– como dobrar ou torcer – pode ter um grande impacto na formação de biofilmes potencialmente prejudiciais. O estudo, descrito em um artigo publicado na Scientific Reports, mostra que até mesmo uma leve flexão de materiais elastoméricos como o polidimetilsiloxano (PDMS) – também conhecido como silicone – abre rachaduras microscópicas que são ambientes perfeitos para colonizar bactérias."Esses tipos de materiais são usados ​​em todos os tipos de aplicações biomédicas , de cateteres a tubos traqueais e implantes protéticos de mama", diz Ben Hatton, professor associado do departamento de ciência e engenharia de materiais da faculdade e autor sênior do novo estudo."A formação de biofilmes microbianos nesses materiais é comum, mas nós ficaram surpresos com o grau em que a dobra de silicone e outros materiais de borracha faz com que essas rachaduras se abram e fechem reversivelmente - e quão grande diferença elas fazem em termos de formação de biofilme."Biofilmes são comunidades complexas de organismos que crescem em superfícies. Embora as células microbianas individuais sejam suscetíveis tanto a antibióticos quanto aos sistemas de defesa naturais do corpo, o ambiente do biofilme pode protegê-las dessas intervenções, que podem levar a infecções persistentes.Infecções associadas a biofilmes de dispositivos médicos, que às vezes se desenvolvem após a cirurgia, podem ser graves riscos à saúde – prolongando a internação hospitalar ou fazendo com que pacientes que receberam alta sejam readmitidos. Hatton e sua equipe estão entre muitos grupos em todo o mundo desenvolvendo novos materiais, revestimentos e outras abordagens para prevenir a formação de biofilmes que podem levar a tais infecções .""Mas em seu trabalho mais recente, eles escolheram estudar algo mais fundamental: como esses organismos microbianos colonizadores ganham um ponto de apoio em primeiro lugar?"Em parte, isso vem da abordagem multidisciplinar que adotamos em nosso grupo", Hatton diz."Estamos combinando microbiologia e ciência dos materiais, mas também engenharia mecânica, porque estamos falando de estresse mecânico, tensão e deformação. Esse efeito de flexão é algo que não havia sido notado antes." danos. Seus experimentos mostraram que as microfissuras podem ser formadas com muita facilidade. autor principal do artigo, que foi co-escrito pelos colegas pesquisadores do Hatton Lab, Dalal Asker e Tarek Awad. "Mesmo essa limpeza foi suficiente para criar danos na superfície. A olho nu ainda parece bom, mas ao microscópio já podíamos ver microfissuras do tamanho em que as bactérias poderiam entrar. As bactérias têm apenas alguns micrômetros de tamanho, por isso não é preciso muito. com Pseudomonas aeruginosa, uma bactéria formadora de biofilme comumente usada como organismo modelo nesses tipos de estudos. que as bactérias claramente preferiram se prender nessas rachaduras microscópicas", diz van den Berg."Nas amostras dobradas, havia quatro a cinco vezes mais bactérias no lado que estava sob tensão do que no lado que estava sob compressão. Essas células têm total liberdade de escolha sobre onde crescer, mas claramente adoram o lado onde todas essas microfissuras são abertas." extremamente suave, observa van den Berg. "Mesmo os produzidos comercialmente que não danificamos de forma alguma já tinham microfissuras, direto da embalagem", diz ele. , decorrente da forma como o plástico é moldado em tubos ou outras formas por extrusão ou moldagem por injeção. estar atento a situações em que os dispositivos de silicone – como tubos ou implantes protéticos – estão sendo dobrados durante o uso e prestando atenção especial ao lado sob tensão, pois é onde as infecções podem começar.” Obviamente, é difícil simplesmente não dobrar um tubo de borracha que deve ser dobrado - caso contrário, por que você faria isso de borracha em primeiro lugar?" Hatton diz."Mas talvez possamos aprender mais sobre como controlar ou ocultar essas rachaduras na superfície, para que a dobra não um problema. É nisso que estamos trabalhando agora - pesquisando métodos para reduzir danos à superfície ou modificando a superfície de silicone para reduzir a formação de tais rachaduras." Toronto, New Frontiers in Research Fund e Connaught Foundation.