Os nanotubos de carbono (do inglês CNTs) têm sido usados para reduzir a adesão bacteriana e a formação de biofilmes em aplicações industriais e no ambiente mas a sua reputação como agentes citotóxicos tem prejudicado a sua utilização generalizada em dispositivos médicos. Foi demonstrado que a funcionalização de CNTs diminui a sua citotixicidade e que a sua incorporação em matrizes poliméricas reduz a sua toxicidade em células humanas e animais. O nosso grupo demonstrou que, usando uma pequena quantidade de CNTs era possível reduzir a adesão bacteriana nas condições hidrodinâmicas dos cateteres. No mesmo trabalho mostrou-se que os CNTs não estavam expostos à superfície o que pode reduzir a citotoxicidade dos compósitos. No entanto, não chegaram a ser feitos testes de formação de biofilme.
Neste projeto serão testadas várias funcionalizações incluindo a oxidação com ácidos, introdução de grupos azotados e impregnação com cobre. Os grupos funcionais com maior atividade antimicrobiana serão identificados através de tratamentos térmicos que permitem eliminar seletivamente alguns dos grupos que foram introduzidos durante a funcionalização. Esta informação permitirá a criação de compósitos contendo CNTs multifuncionais que serão testados usando um isolado clinico de E. coli em sistemas de fluxo validados por Dinâmica de Fluidos Computacional para mimetizar a hidrodinâmica de cateteres e stents. Isto é muito importante uma vez que os a maioria dos trabalhos publicados sobre a atividade antimicrobiana dos CNTs utiliza testes em suspensão ou testes de formação de biofilme em condições estáticas. Contudo já foi demonstrado que ensaios em suspensão não conseguem mimetizar as condições necessárias para eliminar biofilmes e o nosso grupo provou que o efeito da superfície é modulado pela hidrodinâmica pelo que testes em condições estáticas não são adequados para dispositivos em que existe fluxo significativo, como é o caso dos cateteres e stents. Depois de uma caracterização exaustiva dos CNTs funcionalizados e dos compósitos com maior atividade antimicrobiana este serão testados com biofilmes simples e mistos de E. coli e P. mirabils. As células do biofilme serão analisadas para verificar se ocorrem alterações funcionais causadas pelos CNTs (na integridade da membrana e polarização, alterações metabólicas e produção de espécies reativas de oxigénio). O modo de ação dos CNTs com os diferentes grupos funcionais será desvendado usando também a informação proveniente da análise de superfícies. Os compósitos com melhor desempenho serão testados para averiguar a sua citotoxicidade e no final do projeto serão identificados os compósitos a serem testados in vivo. |
