Grafene, il disinfettante del futuro che rimuove germi e batteri

Ricercatori della facoltà di Medicina e chirurgia dell'Università Cattolica del Sacro Cuore, in collaborazione con l'Istituto sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma, hanno scoperto un innovativo disinfettante ospedaliero: si tratta di una formulazione (gel o liquida) a base di grafene, un nanomateriale costituito di carbonio che si trova anche nella mina delle matite, fatta di grafite. Il gruppo di ricerca della Cattolica formato Marco De Spirito e Massimiliano Papi dell'Istituto di fisica e da Maurizio Sanguinetti e Francesca Bugli dell'Istituto di microbiologia e virologia, insieme a Claudio Conti, direttore dell'Isc-Cnr, hanno scoperto che il grafene, o meglio l'ossido di grafene, può annientare batteri e funghi killer ospedalieri come lo Staphylococcus aureus e la Candida albicans. Lo studio è stato presentato da Valentina Palmieri dell'Istituto di fisica dell'Università in occasione del 60° convegno annuale della Società di Biofisica svoltosi nel mese di marzo a Los Angeles.

Il team ha esaminato l'effetto dell'ossido di grafene su tre batteri: Staphylococcus aureus e Enterococcus faecalis, causa di infezioni opportunistiche e nosocomiali, e Escherichia coli, che può provocare anche gravi intossicazioni alimentari. I ricercatori hanno dimostrato che ossido di grafene in fogli di circa 200 nanometri, in soluzione acquosa è in grado di eliminare circa il 90% di S. aureus e E. faecalis, e circa il 50% di E. coli in meno di due ore. Lo studio ha inoltre dimostrato che è efficace contro i batteri anche a concentrazioni bassissime (inferiori a 10 µg/ml - microgrammi per millilitro). "La dimostrazione è avvenuta per ora in laboratorio in esperimenti in provetta, ma si sta valutando la possibilità di eseguire delle sperimentazioni in ambito clinico", spiega Papi.

Il grafene ha un meccanismo d'azione triplice: può tagliare come una lama le pareti dei batteri, uccidendoli; può intrappolarli come un lenzuolo, isolandoli dal mondo esterno e quindi in un certo senso 'soffocandoli'; può alterarne il metabolismo impedendo che si moltiplichino. È proprio questa triplice azione che lo rende superiore ad altri agenti antibatterici oggi in uso. Il team ha anche scoperto che l'ossido di grafene è efficace contro il fungo Candida albicans che causa infezioni pericolose in ospedale, con un'efficacia simile a quella trovata per E. coli.
"Si tratta di uno studio fortemente interdisciplinare, dove le competenze di base sulla fisica dei sistemi complessi sono indispensabili per un'applicazione concreta, molto prossima all'utilizzo pratico. Risultati come questi pongono la scienza della complessità tra i cardini della ricerca moderna", commenta Claudio Conti. "Il grafene potrebbe divenire un 'disinfettante' ospedaliero, siamo vicini a questo traguardo", conclude Papi, "col duplice vantaggio ulteriore che il grafene è una molecola rispettosa dell'ambiente e ha dei costi contenuti. Infine, oltre che come disinfettante, il grafene potrebbe essere usato per rivestire strumenti medici e chirurgici e in questo modo potrebbe contribuire a ridurre le infezioni, soprattutto dopo un intervento chirurgico, oltre che l'uso di antibiotici e la resistenza agli antibiotici".