O efeito antibacteriano do grafeno


Nanofolhas de óxido de grafeno, que são dispersáveis em água, foram produzidas utilizando o método de Hummer modificado. As células de E. coli foram incubadas com 100 ng/ ml de nanofolhas de óxido de grafeno a 37 °C.

O processo de incubação foi observado com microscopia eletrônica de transmissão (MET) durante o processo de incubação de 2,5 horas. Inicialmente, as células de E. coli toleram as nanofolhas de óxido de grafeno, especialmente em baixas concentrações. Porém, após algum tempo, as membranas celulares de E. coli foram parcialmente danificadas, com algumas células exibindo baixa densidade de fosfolipídios. Então, finalmente  houve perda da integridade celular devido à ação das folhas de grafeno: as membranas celulares foram severamente danificadas e, de quebra, algumas células perderam o seu citoplasma por completo. Os pesquisadores mostraram que existem dois tipos de mecanismos moleculares para a degradação induzida de membranas celulares de E. coli por grafeno.


Um mecanismo ocorre por inserção e corte da membrana e o outro, por extração destrutiva de moléculas lipídicas. Essa extração de fosfolipídios foi observada primeiramente em simulações e depois foi validada por imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) . Esta forte atração entre moléculas lipídicas e o grafeno deve-se, em grande parte, à estrutura bidimensional única do grafeno, que tem todos os carbonos com hibridização sp2. Isso facilita as interações excepcionalmente fortes entre o grafeno e as moléculas lipídicas.

Os pesquisadores demonstraram que nanofolhas de óxido de grafeno degradam membranas celulares de E. coli por dois mecanismos distintos, e que ambos reduzem significativamente a viabilidade celular. Também mostraram que a atividade antibacteriana é proporcional ao aumento do tamanho e da concentração de grafeno.


Embora estes resultados tenham sido mostrados para E. coli, os pesquisadores acreditam que mecanismos semelhantes se aplicam a outros tipos de bactéria. Eles presumem que os resultados podem ter implicações no desenvolvimento de novos antibióticos e de outras aplicações clínicas. Em particular, estimam que o grafeno pode se tornar um novo tipo de material antibacteriano para o uso diário, oferecendo pouca resistência bacteriana, já que o mecanismo de “ataque” aos organismos invasores é baseado em dano estrutural.

Reprodução: Revista Polyteck
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