Preventing Bacterial Fouling Using Bio-Friendly and Conductive Thin-Films Based On Graphene

Abstract

El desarrollo de tratamientos novedosos y no invasivos para prevenir la adhesión de microorganismos y la formación de biopelículas en prótesis médicas se ha convertido en un desafío. Este problema se debe principalmente a que, en la última década, las bacterias han estado modificando sus estados metabólicos, haciéndolas resistentes incluso a la acción de los antibióticos. Por esta razón, la ingeniería de superficies está trabajando con recubrimientos de grafeno para la esterilización y mejora de la superficie de los implantes biomédicos, ya que tiene excelentes propiedades fisicoquímicas. En este trabajo, proponemos un tratamiento innovador basado en la aplicación de frecuencias variables a través de películas delgadas basadas en grafeno y poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) para evitar la adhesión bacteriana y la formación de biopelículas. Además, probamos sus aplicaciones potenciales para prevenir el crecimiento de la bacteria Escherichia Coli de la cepa TG1 (E. coli TG1) en función de las frecuencias aplicadas en el rango de 5 MHz <f <15 MHz. A esta frecuencia, observamos un "efecto bioeléctrico de radiofrecuencia" que afectó las partes polares de los microorganismos. La evaluación de la eficacia bactericida de este método se llevó a cabo siguiendo el proceso típico de dilución, midiendo tanto la densidad óptica a 600 nm como las unidades formadoras de colonias (UFC). Nuestros hallazgos muestran una mejor aniquilación de bacterias cuando se exponen a radiofrecuencia entre 10MHz y 15MHz. Atribuimos este comportamiento al hecho de que algunas paredes celulares fueron dañadas cuando las bacterias fueron expuestas a una frecuencia específica. Estos resultados son prometedores para aplicar la radiofrecuencia como un método alternativo y no invasivo para prevenir la formación de biopelículas protésicas.