La forma dei dispositivi può contrastare i germi

La geometria delle superfici dei dispositivi medici, come cateteri e stent, può effettivamente essere sfruttata per ostacolare l’adesione batterica e prevenire così le infezioni. A dimostrarlo è una ricerca condotta da Roberto Rusconi, responsabile dell’unità di Fisica Applicata, Biofisica e Microfluidica presso l’IRCCS Istituto Clinico Humanitas e docente all’Humanitas University, e da Luca Pellegrino, ricercatore post-dottorato nello stesso laboratorio. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.

“Se una superficie non offre un appoggio stabile, i batteri vengono trascinati via dal flusso di acqua, urina o altri fluidi corporei in cui i dispositivi sono immersi, prima di riuscire a colonizzarla”, spiega Rusconi. “Abbiamo scoperto che la geometria può fare una grande differenza. Rughe e pieghe microscopiche, attentamente studiate, creano una sorta di barriera meccanica che impedisce ai batteri di agganciarsi e stabilizzarsi, rendendo molto difficile l’adesione e la formazione di biofilm. È un meccanismo completamente fisico, basato sulla dinamica del fluido e sul comportamento dei microrganismi”.

Utilizzando il PDMS, un polimero siliconico simile al materiale impiegato in molti dispositivi medici, il team ha creato superfici con microscopiche increspature, generate tramite stiramento meccanico controllato e trattamenti superficiali. Queste strutture si formano spontaneamente attraverso un fenomeno fisico chiamato instabilità da buckling, simile alle rughe che appaiono sulla pelle quando viene compressa. Le superfici corrugate sono state testate riproducendo le condizioni di flusso a cui sono tipicamente esposti i dispositivi medici reali impiantati nel corpo umano, permettendo di osservare come i batteri interagiscono con superfici più vicine alla realtà clinica rispetto ai test statici tradizionali. I risultati hanno mostrato che alcune configurazioni di pieghe riducono l’adesione batterica di oltre il 90% e ostacolano la formazione di biofilm, in particolare con “rughe” di circa cinque micrometri (cinque milionesimi di metro).