Universitat Rovira i Virgili

Investigadores de la ETSEQ participan en la creación de nuevas nanoestructuras antibacterianas

Martes, 3 de diciembre de 2013

El equipo liderado por la australiana Elena P. Ivanova ha basado este nuevo descubrimiento con las alas de libélula

Un estudio publicado en Nature Communications abre las puertas a la creación de nuevos nanomateriales antibacterianos. El investigador ICREA de la URV Vladimir Baulin es uno de los firmantes del artículo científico. El trabajo compara los efectos letales que las alas de la libélula ejercen sobre determinadas bacterias con los que puede provocar el silicio negro desarrollado sintéticamente.

El equipo de investigadores, liderados por Elena P. Ivanova -de la Swinburne University of Technology de Hawtorn, Australia-, consiguieron generar una nueva clase de materiales capaces de imitar los efectos antibacterianos de las alas de la cigarra. Se concluyó que el efecto bactericida era una función de la nanoarquitectura de las alas. Superficies como las alas de los insectos representan una gran oportunidad para el desarrollo de biomateriales antibacterianos con aplicaciones industriales y biomédicas. En este nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications se ha evaluado el potencial bactericida de alas de libélula Diplacodes bipunctata y del silicio negro, una nanoestructura fabricada utilizando una técnica de grabado con iones reactivos sobre una lámina de silicio tratada con un compuesto de azufre; un proceso simple, rápido y compatible con la producción a gran escala.

Los resultados de la investigación demuestran que, tanto las alas de libélula como las superficies de silicio negro, son letales para los tipos celulares de las bacterias que se han estudiado, a pesar de sus diferencias en la química de la superficie y capacidad de humefectación. Las alas del insecto y las superficies de silicio negro son letales para las bacterias Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus así como por las células bacterianas del Bacillus subtilis. Las dos superficies han sido también eficaces contra las esporas de la bacteria Bacillus subtilis, que son altamente resistentes a la mayoría de las formas de esterilización.

La eficiencia bactericida de las dos superficies -de las alas y de silicio- ha sido muy similar en la mayoría de los casos. Cada centímetro cuadrado de las dos superficies puede matar a más de 100.000 células por minuto. En cambio, el silicio negro es casi dos veces más eficaz que las alas de libélula matando a las células de Pseudomonas aeruginosa.

Superficies más eficientes

El grupo de investigación del doctor Vladimir Baulin -Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química (ETSEQ), URV- realiza la modelización del proceso de ruptura de las membranas provocado por las estructuras nanométricas encontradas en las alas de la libélula y reproducidas en el material fabricado, el silicio negro. El mecanismo antibacteriano que se ha descubierto en esta investigación es diferente al que ejercen las alas de cigarras ya que las estructuras de las libélulas (como las del silicio negro) son muy finas y agudas y pueden apuñalar bacterias de diferente tipo: Gram positivas y Gram negativas. En consecuencia, las alas de cigarra no son tan eficientes como el silicio negro, y este nuevo material modelizado supera en eficacia el diseño de la naturaleza, pudiendo matar a las bacterias y, además, a las esporas bacterianas.

Los resultados muestran, pues, que las alas de esta especie son superficies bactericidas muy eficaces; y que, a través de una técnica de grabado iónico simple, se pueden producir nanomateriales antibacterianos de silicio negro basados en estructuras de ala de libélula.
El trabajo abre nuevas perspectivas para el desarrollo de una nueva generación de nanomateriales antibacterianos.

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Cada centímetro cuadrado de las alas de libélula puede matar a más de 100.000 células por minuto