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Como podiam os tubarões conduzir aos dispositivos médicos novos?

As propriedades antimicrobiais da pele do tubarão podem transformar-se um outro incentivo para a revelação dos materiais originais que protegem superfícies da reprodução e do dano pelas bactérias e pelos micro-organismos, assim como a prevenção de biofouling no sector industrial.

Um estudo novo, publicado na ciência directa por um grupo de cientistas chineses, é intitulado “inibição de formação do Biofilm Tubarão-Pele áspera por superfícies Textured.” Nele, os cientistas estudaram as características do microrelief e da superfície da pele do tubarão e o efeito de suas propriedades de superfície na infecção bacteriana e na reprodução.

Grande tubarão branco

Crédito de imagem: Stefan Pircher/Shutterstock.com

O uso da pele do tubarão na medicina

O estudo encontra que as propriedades da pele do tubarão podem impedir que as bactérias anexem em uma fase inicial de infecção e impedir a revelação de biofilms bacterianos.

Em conseqüência da acção dos antibióticos, a resistência das bactérias a estas drogas está crescendo e estão tornando-se menos eficazes. Os pacientes nos hospitais que se estão esforçando com a doença ou enfraqueceram sistemas imunitários são especialmente em risco das infecções tornando-se apenas tocando objetos contaminados e superfícies microbianas tais como puxadores, dispositivos elétricos de encanamento, e aparelhos electrodomésticos.

Os cientistas continuam a desenvolver revestimentos para tais superfícies altamente sensíveis à saúde humana para combater o crescimento e a propagação dos micróbios. Por exemplo, a tecnologia de Sharklet AF foi inventada previamente usando o sharkskin - este é um revestimento que imite a pele de um tubarão para reduzir a capacidade das bactérias para anexar às superfícies e para inibir sua actividade vital.

Esta nova tecnologia pode eficazmente lutar contra as bactérias perigosas tais como Escherichia Coli e estafilococo - áureos.

Biofouling dentro da medicina e dos dispositivos médicos

Em seu estudo novo, os cientistas decidiram olhar o uso das qualidades originais da pele do tubarão lutar micro-organismos em uma escala mais larga das edições. Uma destas edições era o efeito do relevo de superfície, como a estrutura da pele de um tubarão, ao biofouling na indústria médica.

Você pode ter ouvido biofouling com relação a seu efeito em superfícies submersas tais como cascas, hélices, âncoras, e artes de pesca, tendo por resultado arrasto indesejável, corrosão, e o consumo de combustível aumentado.

Mas além deste, sujar biológico é um problema grave para várias indústrias fora do mundo marinho, incluindo a medicina, a biotecnologia ambiental, e áreas industriais.

Por exemplo, biofouling ocorre em dispositivos médicos e em produtos tais como catetes, implantes, e biosensors, que podem conduzir à propagação de doenças infecciosas, à rejeção de tecidos artificiais pelo corpo humano, e aos rompimentos nos mecanismos que mantêm um estado estável do corpo humano.

Como pode sujar biológico do equipamento da pele do tubarão na medicina

Os dispositivos médicos jogam um papel vital no tratamento de doenças numerosas e são projectados substituir ou as funções biológicas da restauração nos seres humanos explicam o autor principal Xu-Wen Chen do estudo da universidade nacional de Kaohsiung da ciência e da tecnologia.

O corpo humano é dotado com a capacidade para distinguir suas estruturas daquelas de outro, e a implantação de um objeto estrangeiro em nosso corpo activa uma interacção complexa dos sinais que aquela conduz à capsulagem biológica do implante dito; esta reacção é sabida como o FBR.

Biofouling de dispositivos médicos pode somente eficazmente ser eliminado removendo ou substituindo os que usam procedimentos invasores caros. E esta não é a opção preferida.

Conseqüentemente, a comunidade médica está tentando compreender melhor o fenômeno de biofouling e encontrar maneiras de reduzir as propriedades bacterianas da adesão da superfície, desde que o acessório inicial das bactérias à superfície do material é um factor chave para biofouling de activação.

Os cientistas e os especialistas médicos estão interessados no sharkskin porque deles nós podemos desenvolver os materiais que podem suportar os efeitos negativos de biofouling de superfície. A engenharia de Biomimetic usou a pele do tubarão para estudar suas anti-biofouling propriedades.

A pele do tubarão, coberta abundante com as escalas placóides (dentes cutâneos), é uma superfície áspera dos sulcos e dos cumes que formulário “protuberâncias nanostructured” que permite os tubarões nadem com resistência reduzida e impeçam que os micro-organismos anexem ao corpo.

Em uma de suas experiências mais adiantadas, os cientistas pediram esta forma com nervuras do dente da pele de um tubarão, chamando a tecnologia de Sharklet AF, e fizeram um modelo que imitasse a pele do tubarão.

Despejou que as superfícies de Sharklet AF inibem eficazmente a adesão bacteriana por 90-99%, segundo o tipo de bactérias, e reduzem a formação do biofilm.

Mas os pesquisadores quiseram compreender como a topografia da superfície afecta suas propriedades, que impedem a invasão das bactérias e a formação de biofilms.

Usando a tecnologia “sharkskin” para a esterilização do equipamento médico

Os cientistas acreditam que os dados novos ajudarão a desenvolver um dispositivo médico para aplicar um microrelief especial às várias superfícies que simule a pele do tubarão, que criará um ambiente desfavorável para a revelação dos micro-organismos.

Este revestimento pode ser usado como uma camada exterior para que instrumentos médicos, subministros médicos, vários produtos, dispositivos, e o equipamento impeça o crescimento e a propagação das bactérias patogénicos.

Isto, por sua vez, aumentará a esterilidade em facilidades médicas e reduzirá o risco de contratar determinadas doenças e infecções. Estes dispositivos igualmente promoverão a cura esbaforido e serão mais eficazes do que antibióticos.

Referências:

  • Awruch, Cynthia A. (2015). Da “estratégias reprodução”. Fisiologia de peixes de Elasmobranch: Estrutura e interacção com ambiente. Fisiologia dos peixes.
  • ASEC. (2021). Músculo e movimento dos tubarões. ASEC. Disponível na anatomia do movimento do músculo do grande tubarão branco
  • Chung, K.K., Schumacher, J.F., Sampson, impacto de E.M. e outros do microtopography de superfície projetado na formação do biofilm de estafilococo - áureo. Biointerphases 2, 89-94 (2007).
  • D, Pogorelc. (2012). A textura da pele do tubarão inspira uma aproximação original ao controle das bactérias para cuidados médicos. Notícia de MedCity. Disponível em https://medcitynews.com/2012/12/texture-of-sharks-skin-inspires-a-unique-approach-to-bacteria-control-for-healthcare/

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Last Updated: Nov 17, 2021

Dmitry Dorofeev

Written by

Dmitry Dorofeev

After completing his bachelor’s degree in market research and psychology in 2019 in New Zealand and Germany, Dmitry moved to London to pursue a career within the healthcare sector to oversee research projects in science and medicine, with a focus on how innovative technologies help drive and shape this industry.

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