Parti e oggetti antimicrobici stampati in 3D potrebbero ridurre la diffusione delle infezioni negli ospedali

La rivoluzione della stampa 3d antimicrobica con additivi di argento e rame

Abbiamo ampiamente parlato delle qualità antimicrobiche del rame nella stampa 3d, e dei traguardi raggiunti (anche in termini di certificazioni acquisite) da Copper3d sui filamenti PLACTIVE e MDFLEX, usati dal nostro laboratorio 3D BIO PRODUCT per alcuni prodotti tra cui 3DBIOCASE e 3DBIOCASE FLEX. Ora approfondiamo l’argomento parlando di alcuni studi fatti sulle nanoparticelle di argento.

Negli ospedali c’è sempre il rischio che si possano diffondere batteri e virus tra i pazienti. Alcuni ceppi batterici, come MRSA (o “stafilococco”) sono particolarmente inclini a diffondersi negli ospedali perché sono resistenti a molti antibiotici, il che mette a rischio i pazienti più vulnerabili. La ricerca proveniente dall’università di Sheffield nel Regno Unito, su parti e oggetti antibatterici e antimicrobici stampati in 3D, potrebbe aiutare a fermare o ridurre la diffusione di microrganismi come l’MRSA negli ospedali e nelle case di cura.

La ricerca segna una pietra miliare nella sfera della stampa 3D, poiché le parti create dal team di Sheffield sarebbero i primi componenti stampati in 3D a mostrare resistenza ai batteri comuni. Guidata da un team interdisciplinare del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università e della School of Clinical Dentistry, la ricerca integra un composto antibatterico a base di argento nei materiali di stampa 3D che, insieme al rame (si legga qui), è considerato uno dei più efficaci antibatterici naturali.

Il team è stato in grado di mescolare il composto in materiali di stampa 3D esistenti senza influire sulla stampabilità del materiale o sulle proprietà meccaniche della parte stampata. Le parti stampate sono state ampiamente testate e alla fine hanno dimostrato proprietà antibatteriche e nessuna tossicità per l’uomo.

In pratica, il materiale di stampa 3D antibatterico potrebbe essere utilizzato per produrre dispositivi medici, prodotti per la salute orale e beni di consumo. Forse ancora più importante, il materiale potrebbe essere utilizzato per stampare in 3D parti e oggetti negli ospedali che entrano in maggior contatto con gli esseri umani, come le maniglie delle porte o i giocattoli per bambini.

I ceppi batterici come l’MRSA si diffondono facilmente negli ospedali e nelle case di cura. Le parti stampate in 3D antibatteriche hanno il potenziale per frenarne la diffusione.

“Gestire la diffusione di batteri nocivi, infezioni e la crescente resistenza agli antibiotici è una preoccupazione globale”, ha spiegato la dott.ssa Candice Majewski, che ha guidato il progetto dal Center for Advanced Additive Manufacturing dell’Università di Sheffield. “L’introduzione di una protezione antibatterica a prodotti e dispositivi al momento della produzione potrebbe essere uno strumento essenziale in questa lotta. La maggior parte degli attuali prodotti stampati in 3D non ha funzionalità aggiuntive. L’aggiunta di proprietà antibatteriche già nella fase di produzione fornirà un cambiamento radicale nel nostro modo di sfruttare le capacità dei processi“.

Le parti campione stampate in 3D sono state sottoposte a test approfonditi per determinare la vitalità del materiale antibatterico. Le parti antibatteriche e non antibatteriche sono state immerse in soluzioni batteriche e testate dopo 24 ore per vedere quanti batteri si erano attaccati a ciascun materiale. Le parti stampate in 3D con composti d’argento si sono rivelate più efficaci contro due principali gruppi di batteri: Gram positivi (Staphylococcus aureus) e Gram negativi (Pseudomonas aeruginosa).

Le parti antibatteriche si sono rivelate efficaci anche contro un particolare fenomeno in cui i batteri formano un biofilm su una superficie, diventando più difficile da rimuovere. Poiché gran parte dei batteri non era in grado di sopravvivere sulla superficie delle parti stampate, non è stato possibile che si formasse un biofilm.

Tuttavia, ci sono ancora alcune limitazioni alla tecnologia. Ad esempio, i ricercatori notano che i componenti stampati in 3D sono meno efficaci nei liquidi ricchi di sostanze nutritive, che inibivano i composti d’argento. Ciò potrebbe limitare l’uso del materiale antibatterico per determinate applicazioni ospedaliere.

“Le nostre interazioni con i microbi sono complesse e contraddittorie: sono essenziali per la nostra sopravvivenza e possono ucciderci“, ha affermato il dottor Bob Turner del Dipartimento di informatica dell’università. “Una tecnologia come questa sarà la chiave per una gestione informata e sostenibile di questo rapporto cruciale con la natura“.

Il dottor Joey Shepherd della School of Clinical Dentistry, ha concluso: “Incorporare capacità antibatteriche nelle parti stampate in 3D è una nuova direzione, intrigante, resa possibile solo lavorando come parte di un grande team con competenze ed esperienza complementari“.

La ricerca innovativa è stata pubblicata nel 2020 su Scientific Reports.

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