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Nuevos materiales

Bisturí autolimpiante

Revestimiento cerámico esteriliza instrumentos médicos y odontológicos

El combate a las infecciones hospitalarias cuenta ahora con un nuevo aliado. Es una fina capa de un material cerámico a base de óxido de titanio que aporta propiedades bactericidas y antimicrobianas a la superficie de instrumentos médicos y odontológicos como bisturíes, pinzas y fresas. La buena noticia para los profesionales de la salud y pacientes es de la empresa Science Solution, una spin-off, o empresa originada de una institución, en el caso el Laboratorio Interdisciplinario de Electroquímica y Cerámica (Liec) del Instituto de Química de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) en Araraquara. Los cuatro socios investigadores, Luiz Gustavo Pagotto Simões, André Luiz de Araújo, Daniel Tamassia Minozzi y Caue Ribeiro, todos químicos graduados en la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), hacen post-graduación en la Unesp y mantiene la empresa instalada en el Centro Incubador de Empresas Tecnológicas (Cinet) de la Fundación Parqtec, en São Carlos.

El trabajo de investigación en la universidad llevó los cuatro a que crearan un material nanoestructurado que es auto-sterilizante y fue bautizado de Nanox Bactericida. Él es una especie de pintura cerámica que no altera las propiedades originales de los instrumentos quirúrgicos. La tecnología rindió dos patentes y ya está siendo negociada con industrias nacionales y del exterior, que producen los instrumentos médicos y odontológicos, cuyos nombres permanecen en sigilo a petición de las propias empresas.

Los utensilios revestidos con la película nanométrica de dióxido de titanio (TiO2) tiene sus propiedades bactericidas activadas cuando están en presencia de la luz ultravioleta (UV), existente en cámaras propias con ese tipo de radiación o hasta en la presencia de la luz solar. Además de destruir la pared celular de las bacterias, ese sistema elimina también los hongos y toda la materia orgánica. “El efecto de la luz sobre el material acciona un proceso de oxi-reducción, en el que dos materiales interactúan, pierden y ganan electrones. En ese caso la interacción con el óxido de titanio,  bajo la acción del UV degrada la materia orgánica.” Ese proceso físico-químico es semejante al óxido que crece sobre una base de hierro, bajo la acción de la temperatura y de la humedad, absorbiendo y reaccionando con el oxigeno.

Sin suciedad
“El TiO2 también descompone colorantes, gorduras y fertilizantes agrícolas”, dice Simões. “Otra propiedad del material es ser autolimpiador. Él es eficaz en la limpieza de polvos y de pequeñas cantidades de gordura y, por eso, puede ser también aplicado en un gran número de productos con superficie de acero, cerámica y vidrio, como cocinas, refrigeradores, ventanas de vidrio de automóviles, de edificios y de residencias.” En el Japón, las paredes y los pisos de algunos hospitales son pintados con pinturas que contienen  partículas micrométricas de TiO2 para minimizar la posibilidad de contaminación de los ambientes y reducir los índices de infección hospitalaria.

La producción del nuevo revestimiento – o coating – bactericida, dice el investigador, es de costo relativamente bajo y no requiere equipamientos sofisticados. Primero el material que va a recibir el revestimiento es sumergido en un recipiente conteniendo un polímero líquido a base de agua e iones de titanio a la temperatura ambiente. Después es calentado en un horno entre 300 y 400 grados  Celsius. El tratamiento térmico hace que los iones de titanio se transformen en dióxido de titanio. En entre cuatro a seis horas, la película nanoestructurada bactericida es formada en la superficie del material. “En tesis, los equipamientos médico-odontológicos recubiertos con Nanox no necesitarían ser esterilizados en autoclaves, como es hecho actualmente. Bastaría colocarlos en una cámara en presencia de luz ultravioleta, porque la película bactericida que los reviste es foto-activada”, dice Simões.

Además de la película nanoestruturada, el nuevo material también puede ser producido en forma de polvo. En ese caso, el Nanox tiene varias aplicaciones relacionadas a su capacidad de absorción de los rayos ultravioleta. Eso es porque al mismo tiempo que posee efecto bactericida el producto impide que la radiación UV penetre en el material. “Los filtros solares para protección de radiación UV, por ejemplo, poseen en su composición dióxido de titanio, pero de una fase química diferente a la usada en los instrumentos. Incrementando pequeñas fracciones de Nanox en polvo es posible potencializar la acción protectora de los filtros solares”, dice el socio Araújo. Él aclara que, en el bactericida, el dióxido de titanio se encuentra en la fase anatase, en el protector solar, en la fase rutilo. “Fase, en la química, es el nombre dado a la determinada forma de un material en que él mantiene la misma composición química, pero con un arreglo atómico diferente”, dice Araújo. El dióxido de titanio posee tres fases distintas (anatase, rutilo y brookita) y cuando él está 100% en la fase anatase sus propiedades bactericidas son potencializadas. Según los investigadores de la Science, existe un producto similar al Nanox vendido en  Brasil por una multinacional alemana, pero que no está 100% en la fase anatase. Además de eso, ese material no está disponible en forma de película nanoestructurada, sino solamente en polvo, lo que limita su campo de aplicación.

Para desarrollar el producto, los cuatro socios de la Science contaron con el apoyo tecnológico del Liec, laboratorio que integra el Centro Multidisciplinario para el Desarrollo de Materiales Cerámicos (CMDMC), uno de los diez centros de investigación, innovación y difusión mantenidos por la Fapesp. Para financiar las investigaciones, la empresa tiene el apoyo del Programa Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe) de la Fapesp. De las dos patentes ya depositadas en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (Inpi), la primera se refiere al proceso genérico de obtención de películas y óxidos nanoestructurados y la otra está relacionada al efecto bactericida de las películas y post nanométricos 100% anatase.

Creada en julio de 2004, la Science nació con el objetivo de desarrollar coatings y óxidos nanométricos para el modelado, la modificación de superficies y la aplicación en industrias, principalmente, petroquímicas. La expectativa de los investigadores es la de colocar el Nanox en el mercado en julio de este año, durante una feria de productos hospitalarios en São Paulo. “Ya estamos en negociación con empresas de los sectores médico-hospitalaria y de electrodomésticos de línea blanca. Participamos recientemente en una feria de nanotecnología y una empresa suiza demostró el interés por el producto. Recubrimos algunas pinzas de alta precisión para uso quirúrgico y para manipulación de semiconductores, que están en pruebas en Suiza”, dice Luiz Simões. “Al mismo tiempo, ya realizamos pruebas de laboratorios con pequeñas placas de acero inoxidable de cocinas y refrigeradores. Ahora vamos a hacer aplicaciones en piezas mayores para que el cliente pueda probarlas.” Las cocinas y los refrigeradores de acero inoxidable revestidos con Nanox estarían protegidos de riesgos y de amarillamiento, proceso resultante de la formación de óxidos indeseados en la superficie.

El Proyecto
Aplicación de coating cerámico en superficies metálicas (nº 04/08778-1); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Luiz Gustavo Pagotto Simões – Science; Inversión
74.728,63 reales (FAPESP)

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