In un laboratorio svedese, particelle d’oro più fini di un capello stanno trasformando la lotta contro le infezioni postoperatorie. Come un minuscolo sistema di riscaldamento intelligente, una nuova tecnologia sviluppata dalla Chalmers University of Technology potrebbe rivoluzionare le attuali pratiche chirurgiche. I risultati, pubblicati sulla prestigiosa rivista Nano Letters, segnano una pietra miliare significativa nella ricerca medica.
La sfida delle infezioni post-operatorie
Durante l’intervento chirurgico per installare una protesi, il corpo diventa temporaneamente vulnerabile alle infezioni. Un paziente su cento sviluppa un’infezione che richiede trattamenti antibiotici intensivi. L’Organizzazione Mondiale della Sanità mette in guardia dai rischi legati all’uso eccessivo di antibiotici. I trattamenti attuali, spesso lunghi e costosi, possono durare diversi mesi, incidendo notevolmente sulla qualità della vita dei pazienti.
«Ogni anno osserviamo casi di infezioni che complicano notevolmente la guarigione dei pazienti.», spiega il professor Martin Andersson. “ Il nostro metodo offre un'alternativa ai trattamenti convenzionali. » I chirurghi ortopedici seguono da vicino lo sviluppo della tecnica, vedendo in essa un grande potenziale per ridurre le complicanze postoperatorie.
Immagina milioni di microscopi radianti dorati, invisibili a occhio nudo. Come le lucciole reagiscono alla luce, i nano-bastoncini si attivano solo sotto l'effetto di specifiche radiazioni infrarosse. La natura ha ispirato i ricercatori: proprio come alcuni organismi marini usano la luce per regolare la loro temperatura, i nanotubi d'oro trasformano l'energia luminosa in calore in modo controllato.
Maja Uusitalo, dottoranda, paragona la loro azione a “mini fornelli molecolari» : « I batteri vengono eliminati grazie al calore ultra localizzato, paragonabile a quello di una goccia d'acqua calda su una superficie ghiacciata. » Le nano-barre coprono solo il 10% della superficie dell'impianto, preservando così le proprietà essenziali del materiale, in particolare la sua capacità di fondersi con l'osso.
Precisione puntuale
I ricercatori hanno determinato la dimensione ideale delle particelle d'oro: più fini di un capello diviso mille. La temperatura, misurata dai raggi X, rimane rigorosamente controllata sotto i 120 gradi Celsius. Oltre a ciò, le nanobarre perderebbero la loro forma e le proprietà ottiche. Il team ha sviluppato protocolli rigorosi per garantire una distribuzione uniforme delle particelle sulla superficie dell'impianto.
Un chirurgo ortopedico può attivare il trattamento direttamente dopo la sutura, semplicemente applicando per alcuni minuti la luce infrarossa sulla zona operata. La procedura si adatterebbe perfettamente ai protocolli chirurgici esistenti, senza allungare significativamente la durata dell’intervento. Test di laboratorio dimostrano una notevole efficacia contro diversi ceppi batterici, compresi quelli resistenti agli antibiotici.
Il team svedese sta attualmente adattando la tecnica a diversi tipi di impianti: protesi dentali, valvole cardiache, protesi mammarie. I primi studi clinici sono previsti per il 2025. I ricercatori stanno lavorando a stretto contatto con i produttori di impianti medici per ottimizzare la produzione su larga scala. Studi preliminari suggeriscono che il metodo potrebbe ridurre il rischio di infezione postoperatoria fino al 90%.
Quale valutazione per quale futuro
Il metodo sviluppato dal team svedese illustra la capacità degli scienziati di creare soluzioni eleganti alle sfide mediche. Le future applicazioni potrebbero estendersi oltre gli impianti, in particolare verso il trattamento delle infezioni superficiali. I ricercatori stanno anche esplorando la possibilità di utilizzare materiali alternativi all’oro per rendere la tecnologia più accessibile.
La comunità medica internazionale segue con interesse gli sviluppi della tecnica, che potrebbe trasformare radicalmente la prevenzione delle infezioni post-chirurgiche.
Didascalia dell'illustrazione: L'illustrazione mostra come i nanorobot d'oro si riscaldano quando vengono illuminati con luce nel vicino infrarosso. A temperature superiori a 120 gradi Celsius, le barre d'oro iniziano a cambiare forma e le loro proprietà ottiche cambiano.
L’articolo, intitolato “Proprietà fototermiche dei nanotubi d’oro supportati da solidi”, è stato pubblicato su Nano Letters. DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c03472 I ricercatori dietro questo studio lavorano nella Divisione di Chimica Applicata, Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica e nel Laboratorio di Analisi dei Materiali di Chalmers presso l'Università di tecnologia di Chalmers.
