La medicazione intelligente delle ferite aiuta a combattere le infezioni

L’interessante progetto di collaborazione BACTERIOSAFE (Active wound dressings based on biological mimicry) è stato recentemente completato da dieci partner europei e un partner australiano. L’iniziativa ha sviluppato materiali biocompositi reattivi che potrebbero portare a una vera e propria rivoluzione nel trattamento delle ustioni.

In una ferita infetta, i batteri attaccano le cellule sane rompendo la parete cellulare esterna grazie a enzimi e tossine delle proteine che vengono secrete. Gli scienziati hanno sfruttato il comportamento naturale dei patogeni batterici per ottenere la lacerazione delle nanocapsule biomimetiche di polimeri e provocare il rilascio di antimicrobici e molecole di segnalazione colorimetrica. In altre parole, questa nuova medicazione impiega i fattori patogeni per liberare gli antimicrobici e le molecole di indicazione dalle nanocapsule immobilizzate sulla superficie. In questo modo, le nanocapsule forniscono una semplice indicazione ottica dell’infezione batterica nelle ferite da ustione, sopprimendo al contempo l’infezione stessa.

Il team BACTERIOSAFE ha sviluppato diversi tipi di nanocapsule e nanoparticelle che comprendevano fosfolipidi, vescicole di acidi grassi, sistemi di copolimeri a blocchi anfifilici, nanocapsule polimerizzate in mini-emulsioni e nanocapsule ibride.

Per immobilizzare le nanocapsule sui materiali non tessuti, i partner hanno esaminato vari metodi, tra cui la modificazione superficiale tramite plasma, la deposizione di film sottili “adesivi” e gli idrogel attaccati alla superficie. Le performance biologiche delle nanocapsule, immobilizzate e in sospensione, sono state valutate in vitro tramite colture di tessuti cellulari.

Il team BACTERIOSAFE ha sviluppato oltre 400 variazioni di nanoparticelle e nanocapsule biomimetiche modificando aspetti tra cui la composizione chimica, il carico e lo spessore della parete delle capsule. Tra i processi di immobilizzazione riusciti ci sono lo spray di aerosol, la stampa a getto di inchiostro, il rivestimento per immersione, l’applicazione elettrostatica e l’incorporazione in strati di idrogel.

I test microbiologici hanno rilevato minime concentrazioni inibitorie di antisettici diversi e attività di ialuronidasi degli isolati clinici dei batteri. I test di tossicità hanno approfondito l’effetto dell’espressione dei marcatori infiammatori nelle cellule endoteliali, determinando i residui di endotossine.

Una parte considerevole di attività è stata dedicata all’ottimizzazione della stabilità delle nanocapsule, grazie alla quale sono ora disponibili vari sistemi di nanocapsule ottimizzati convalidati in un ambiente di ferita simulato.

Il prototipo finale mostra già la possibilità di realizzare una medicazione che rilascia un indicatore fluorescente e componenti antimicrobici in seguito all’esposizione ai fattori citolitici prodotti dai batteri.