MESSA A PUNTO DI UN METODO PER LA CRESCITA E QUANTIFICAZIONE DI BIOFILMS BATTERICI IN MATERIALI POLIMERICI TRATTATI, PER LA PRODUZIONE DI APPARECCHIATURE BIOMEDICALI

Numerosi contesti terapeutici richiedono l’utilizzo di acqua ultra-pura, sterile, da infusione o da iniezione, in cui una o più fasi del trattamento ne rendono necessario lo stoccaggio anche prolungato in appositi reservoir. In questi contesti, una delle problematiche più insidiose è rappresentata dai biofilm: aggregati di microrganismi racchiusi in una densa matrice protettiva che ne aumenta la resistenza e ne facilita la diffusione, con il conseguente aumento del rischio di infezione. Un esempio è costituito dalla dialisi peritoneale, che sfrutta il peritoneo come filtro naturale: un liquido dializzante viene infuso nella cavità addominale, lasciato stazionare per l’assorbimento delle tossine e viene poi drenato. Questa serie di operazioni deve avvenire mantenendo sterile tutto ciò che entra a contatto con il fluido dializzante per evitare l’insorgenza di infezioni batteriche a carico del paziente, con conseguente fallimento della terapia dialitica e ricorso a farmaci antibiotici. Il presente studio, condotto presso il laboratorio chimico e microbiologico dell’azienda biomedicale Bellco S.r.l., appartenente al gruppo Mozarc Medical, si è occupato di implementare un metodo di crescita e quantificazione di biofilm al fine di caratterizzare la diversa risposta microbiologica di un gruppo di materiali polimerici e selezionare il più idoneo alla realizzazione di un reservoir deputato allo stoccaggio di acqua sterile. I materiali polimerici oggetto dello studio sono tre polipropileni con diversa modalità di polimerizzazione e diversa rugosità, 2 tecnopolimeri a diversa rugosità e un film microstrutturato secondo un motivo (pattern) di scala micrometrica che si ripete sulla superficie del materiale. Inoltre, la risposta di due propileni e di un tecnopolimero è stata studiata anche nel caso di additivazione con antimicrobico. Per i due tecnopolimeri è stato possibile valutare variazioni dell’effetto di inibizione della crescita di biofilm a seguito di un processo di invecchiamento in condizioni non controllate. Per valutare come questi materiali interagiscano con l’attecchimento batterico e la conseguente formazione di biofilm, campioni 5x5 cm sono stati posti a contatto con una sospensione batterica di P. aeruginosa per un tempo di incubazione di 72 ore a 37 °C, dopodiché sono stati sottoposti ad una fase di lavaggio con acqua sterile, fissazione con metanolo e colorazione mediante cristalvioletto. Dopo asciugatura in aria, da ciascun campione si è ottenuta una foto al microscopio ottico con ingrandimento 30x, e mediante elaborazione digitale con software di imaging è stata possibile quantificata la presenza di biofilm effettuando un confronto con il rispettivo controllo negativo. I risultati hanno mostrato che le modalità di produzione e le strategie di integrazione dei principi attivi influenzano in modo significativo la risposta dei materiali all’attecchimento e proliferazione microbica. Alcune configurazioni strutturali si sono rivelate particolarmente efficaci nel contrastare la formazione di biofilm. Inoltre, l’analisi dell’invecchiamento ha evidenziato differenze nella stabilità delle prestazioni nel tempo, con alcuni materiali che hanno mostrato una riduzione dell’efficacia, mentre altri hanno mantenuto caratteristiche funzionali costanti.