Os pesquisadores da Monash University desenvolveram novassuperfÍcies antimicrobianas que podem reduzir significativamente a formação de bactanãrias em instrumentos médicos, como cateteres urinários, e reduzir o risco de infecção do paciente durante a internação.

Este primeiro estudo mundial demonstra o potencial desuperfÍcies projetadas em 3D na prevenção da formação inicial de microcola´nias de Escherichiacoli (E.coli), Klebsiellapneumoniae e Pseudomonas aeruginosa - as três infecções bacterianas mais comuns do trato urina¡rio (ITUs) associadas a cateteres.

A equipe de estudo, liderada pelo Dr. Victor Cadarso, do Departamento de Engenharia Meca¢nica e Aeroespacial da Monash University e do Center to Impact AMR, projetousuperfÍcies com micro-recursos 3D lisos, em vez dos tradicionais cortes transversais afiados, para reduzir o potencial para que bactanãrias nocivas se fixem nessassuperfÍcies em grande número.

AssuperfÍcies testadas demonstraram redução na fixação de bactanãrias e formação de biofilme. Uma dassuperfÍcies, P01, apresentou excelentes propriedades contra E.coli, K.pneumoniae e P. aeruginosa com 55 por cento, 69 por cento e 68 por cento menos células bacterianas aderidas e 53 por cento, 77 por cento e 66 por cento menos microcola´nias sendo formadas , respectivamente.

As infecções do trato urina¡rio (ITUs), associadas aos cateteres urinários, são o tipo mais comum de infecções associadas aos cuidados de saúde. Eles foram identificados pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como uma ameaça urgente a  saúde global.

Aproximadamente um em cada cinco pacientes hospitalizados em todo o mundo recebem cateteres urinários durante sua internação. Estima-se que 13.000 pessoas em todo o mundo morrem a cada ano de ITU e outras 700.000 morrem de infecções associadas a  resistência antimicrobiana devido a  resistência dos superbactanãrias aos antibia³ticos e aos manãtodos de esterilização atuais.

O estudo foi publicado na revista internacional ACS Applied Materials & Interfaces . Pesquisadores do Departamento de Microbiologia da Monash University também estiveram envolvidos e parte do trabalho foi feito no Melbourne Centre for Nanofabrication.

"Usando E. coli como exemplo, descobrimos que as células bacterianas que se formam emsuperfÍcies o fazem principalmente nos cantos agudos. Ao remover essas caracteri­sticas agudas, a bactanãria não pode mais colonizar asuperfÍcie de forma tão eficaz. Este mesmo efeito foi demonstrado para o dois outros patógenos neste estudo ", disse Sara Ghavamian, do Departamento de Engenharia Meca¢nica e Aeroespacial da Monash, que criou essassuperfÍcies.

"Superfa­cies de alto contato dentro de hospitais, como cateteres e ventiladores, são uma fonte significativa de disseminação microbiana e infecções associadas a  assistaªncia médica.

"O controle de infecções por meio da alteração física da microarquitetura dessassuperfÍcies, ao invanãs do uso tradicional de agentes qua­micos, não éapenas uma abordagem mais dura¡vel, mas também uma estratanãgia eficaz para combater a resistência antimicrobiana."

A colonização bacteriana desuperfÍcies ocorre ao longo do tempo. Uma vez que as bactanãrias se fixam em umasuperfÍcie, uma sanãrie de respostas celulares édesencadeada. Apa³s essa fase inicial, incluindo algumas rodadas de divisão celular por essa bactanãria, microcola´nias de centenas de células bacterianas são formadas.

Apa³s a colonização bem-sucedida, as bactanãrias formam um biofilme - uma grande população de bactanãrias em uma 'matriz celular secretada' que se liga e protege as células dos antibia³ticos e do sistema imunológico. Isso pode criar uma superbactanãria que pode causar implicações de longo prazo para a saúde dos pacientes.

Os pesquisadores demonstraram que suas microtopografias projetadas em 3D com alturas variadas e seções transversais curvas suaves podem impedir simultaneamente a fixação inicial e a formação de biofilmes para três bactanãrias clinicamente relevantes.

Por meio de um extenso processo de triagem, os pesquisadores identificaram que os cantos agudos das paredes laterais verticais dentro dassuperfÍcies micropadronizadas convencionais dotavam as bactanãrias de esconderijos perfeitos para se protegerem contra o fluxo de fluidos que poderiam lava¡-las.

Os pesquisadores levantaram a hipa³tese de que, ao suavizar esses cantos, as bactanãrias não teriam onde se esconder.

"Depois de períodos de incubação equivalentes com a mesma bactanãria, descobrimos que, embora assuperfÍcies micropadronizadas fossem realmente bem-sucedidas na redução do número de microcola´nias formadas, elas, de forma problema¡tica, aumentavam o número de bactanãrias aderidas em comparação com assuperfÍcies micro planas tradicionais", disse Sara.

"Em oposição a ssuperfÍcies convencionais de micropadraµes afiados, nosso design suave demonstrou uma diminuição simulta¢nea no número de fixação bacteriana e na formação de microcola´nia em comparação com assuperfÍcies planas padra£o.

"O desenvolvimento de estratanãgias para prevenir a colonização bacteriana desuperfÍcies, como cateteres, sem a necessidade de drogas antimicrobianas ou produtos químicos éfundamental para impedir a formação de biofilme e a propagação potencial de doenças prejudiciais."