Los investigadores han desarrollado una nueva técnica para matar las bacterias en cuestión de segundos utilizando nanodiscos de oro altamente porosos, según un estudio publicado en Materiales Optical Express , una revista publicada por la Sociedad Óptica. El método podría algún día ayudar a los hospitales a tratar algunas infecciones comunes sin el uso de antibióticos y podrían ayudar a reducir el riesgo de propagación de la resistencia a los antibióticos.
"Hemos demostrado que todas las bacterias murieron con bastante rapidez, entre los 5 a 25 segundos de exposición. Eso es un proceso muy rápido", dijo el autor Wei-Chuan Shih, profesor en el departamento de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Houston, Texas.
Los científicos crearon las nanopartículas de oro en el laboratorio mediante la disolución del oro, la reducción del metal en piezas del tamaño medido en nanómetros. Un nanómetro equivale a una mil millonésima parte de un metro. Un cabello humano es de entre 50.000 y 100.000 nanómetros de diámetro.
La investigación muestra que las nanopartículas de oro absorben la luz fuertemente, la conversión de los fotones rápidamente entraron en calor y alcanzaron temperaturas lo suficientemente calientes para destruir diversos tipos de células cercanas - incluyendo cáncer y células bacterianas.
En el nuevo trabajo, los investigadores se dispusieron probar las propiedades antimicrobianas de sus nuevas nanopartículas cuando son activadas por la luz. Hicieron crecer bacterias en el laboratorio incluyendo E. coli y dos tipos de bacterias resistentes al calor.
Luego, se colocan las células de las bacterias en la superficie de un revestimiento de una sola capa de los pequeños discos y cerca de la luz infrarroja del láser. Después, se utilizaron pruebas de viabilidad celular y las imágenes SEM para ver qué porcentaje de las células sobrevivió al procedimiento. Utilizando una cámara de imagen térmica, el equipo de investigación demostró que la superficie de las partículas alcanzaron temperaturas de hasta 180 grados centígrados casi instantáneamente, por la entrega de los choques térmicos". Como resultado, todas las células bacterianas murieron dentro de los 25 segundos, según informan los investigadores.
El E. coli resultaron más vulnerables al tratamiento; todas sus células estaban muertas después de sólo cinco segundos de exposición al láser. Los otros dos tipos de bacterias se tardaron los 25 segundos completos antes de morir, pero aun así es mucho más rápido que los métodos tradicionales de esterilización como el agua hervida o el uso de hornos de calor seco, que pueden tardar desde minutos a una hora de trabajo, dijo Shih.
Y es "considerablemente más corto" de lo que otras matrices de nanopartículas han demostrado en estudios recientes, escriben los investigadores. El tiempo necesario para lograr niveles similares de la muerte celular en estos estudios varía de 1 a 20 minutos.
La técnica tiene importantes aplicaciones biomédicas potenciales, dijo Shih. Actualmente, los investigadores están investigando el uso de las partículas como una capa simple para catéteres que ayudarían a reducir el número de infecciones del tracto urinario en los hospitales.
Se está explorando la aplicación para la integración de las nanopartículas en membranas de filtros de agua, para ayudar a mejorar la calidad del agua.
