{id:97731,date:2026-02-17T09:38:47,date_gmt:2026-02-17T09:38:47,guid:{rendered:https:\/\/www.hunimed.eu\/?p=97731},modified:2026-02-17T09:58:11,modified_gmt:2026-02-17T09:58:11,slug:uuna-nuova-strategia-fisica-per-rendere-piu-sicuri-dispositivi-medici,status:publish,type:post,link:https:\/\/www.hunimed.eu\/it\/news\/uuna-nuova-strategia-fisica-per-rendere-piu-sicuri-dispositivi-medici\/,title:{rendered:Sfruttare la geometria delle superfici per evitare le infezioni batteriche: una nuova strategia fisica per rendere pi\u00f9 sicuri i dispositivi medici},content:{rendered:\n<p>La <strong>forma delle superfici dei dispositivi medici<\/strong> pu\u00f2 diventare un potente alleato nella <strong>prevenzione delle infezioni.<\/strong> Cateteri, stent e impianti infatti possono offrire ai batteri superfici ideali per aderire e proliferare, favorendo la <strong>formazione di biofilm<\/strong>, comunit\u00e0 batteriche con caratteristiche tali da proteggere i microrganismi rendendo le infezioni persistenti e difficili da trattare con gli antibiotici. Le infezioni associate all\u2019assistenza sanitaria sono stimate superare i 50 milioni di casi ogni anno a livello mondiale, con oltre il 60% attribuito a infezioni correlate ai biofilm. \u00c8 quindi importante studiare le superfici di questi strumenti, per minimizzare la loro colonizzazione da parte di batteri ed evitare conseguenze per i pazienti.<\/p>\n\n\n\n<p>Uno studio pubblicato su <a href=\https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-025-68078-5\><em>Nature Communications<\/em><\/a> mostra come la geometria delle superfici possa effettivamente essere sfruttata per ostacolare l\u2019adesione batterica. La ricerca \u00e8 stata condotta da <strong><a href=\https:\/\/www.hunimed.eu\/it\/member\/roberto-rusconi\/\>Roberto Rusconi<\/a><\/strong>, responsabile dell\u2019unit\u00e0 di Fisica Applicata, Biofisica e Microfluidica presso l\u2019IRCCS Istituto Clinico °µÍø½ûÇø e professore associato di Fisica Applicata all\u2019°µÍø½ûÇø University, e da <strong><a href=\https:\/\/www.humanitas-research.com\/researchers\/luca-pellegrino\/\>Luca Pellegrino<\/a><\/strong>, ricercatore post-dottorato nello stesso laboratorio.<\/p>\n\n\n\n<p>Fino a oggi, l\u2019ipotesi prevalente era che la <strong>formazione di biofilm<\/strong> e le <strong>infezioni<\/strong> associate ai dispositivi medici dipendessero principalmente dalla chimica dei materiali o dall\u2019uso di rivestimenti antimicrobici: i dati emersi nello studio aggiungono la <strong>geometria microscopica<\/strong> delle superfici- alle caratteristiche da sfruttare per evitare la colonizzazione batterica. Lo studio si \u00e8 concentrato su <strong>superfici corrugate create in laboratorio<\/strong>, ma le sue conclusioni sono rilevanti per tutti i dispositivi a contatto con fluidi corporei.<\/p>\n\n\n\n<div style=\height:30px\ aria-hidden=\true\ class=\wp-block-spacer\><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\wp-block-heading\><strong>Un cambio di approccio, dalla chimica alla fisica ispirandosi a squali e libellule<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>La formazione di biofilm su cateteri e altri impianti a contatto con un flusso continuo di fluidi corporei \u00e8 una delle principali cause di <strong>infezioni persistenti, spesso resistenti agli antibiotici, e complicanze cliniche<\/strong>. Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno adottato un approccio diverso dai metodi tradizionali, basati su modifiche chimiche o su antimicrobici, puntando su una <strong>strategia puramente fisica. <\/strong>L\u2019ispirazione \u00e8 venuta dall\u2019osservazione del mondo naturale: libellule e squali hanno superfici anti aderenti grazie al modo in cui sono modellate, non a particolari sostanze chimiche.<br>\u00abSe una superficie non offre un appoggio stabile, i batteri vengono trascinati via dal flusso di acqua, urina o altri fluidi corporei in cui i dispositivi sono immersi, prima di riuscire a colonizzarla\u00bb, spiega Roberto Rusconi. \u00abAbbiamo scoperto che <strong>la geometria pu\u00f2 fare una grande differenza.<\/strong> Rughe e pieghe microscopiche, attentamente studiate, creano una sorta di barriera meccanica che impedisce ai batteri di agganciarsi. \u00c8 un meccanismo completamente fisico, <strong>basato sulla dinamica del fluido e sul comportamento dei microrganismi<\/strong>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n<p>Utilizzando il <strong>PDMS<\/strong>, un polimero siliconico simile al materiale impiegato in molti dispositivi medici, il team ha creato superfici con microscopiche increspature, generate tramite stiramento meccanico controllato e trattamenti superficiali. Queste strutture si formano spontaneamente attraverso un fenomeno fisico chiamato <strong>instabilit\u00e0 da <em>buckling<\/em><\/strong>, simile alle rughe che appaiono sulla pelle quando viene compressa.<\/p>\n\n\n\n<p>le superfici corrugate sono state testate riproducendo le condizioni di flusso a cui sono tipicamente esposti i dispositivi medici reali impiantati nel corpo umano, permettendo di osservare come i batteri interagiscono con superfici pi\u00f9 vicine alla realt\u00e0 clinica rispetto ai test statici tradizionali. Oltre a flussi costanti, i ricercatori hanno testato anche condizioni di flusso intermittente, in cui la velocit\u00e0 del fluido varia nel tempo, simulando situazioni fisiologiche come il flusso urinario.<\/p>\n\n\n\n<div style=\height:30px\ aria-hidden=\true\ class=\wp-block-spacer\><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\wp-block-heading\><strong>Immagini a milionesimi di millimetri, grazie alla CLEM<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>La forma, l\u2019altezza e la dimensione delle increspature delle superfici realizzate dal team del prof. Rusconi necessitavano di essere osservate con precisione. A questo scopo, sono entrati in gioco dapprima <strong><a href=\https:\/\/www.unimib.it\/francesco-mantegazza\>Francesco Mantegazza<\/a><\/strong>, dell\u2019Universit\u00e0 degli Studi di Milano Bicocca, per le iniziali misurazioni con Microscopia a Forza Atomica, e, successivamente, il neo-nato <a href=\https:\/\/www.humanitas-research.com\/tech-platforms\/clem-core\/\><strong>Laboratorio CLEM di °µÍø½ûÇø University<\/strong><\/a>, guidato da <strong><a href=\https:\/\/www.humanitas-research.com\/researchers\/edoardo-dimprima\/\>Edoardo D\u2019Imprima<\/a><\/strong>, che unisce la microscopia ottica a fluorescenza, per osservare eventi dinamici in tessuti, alla microscopia elettronica, che offre una risoluzione nanometrica per analizzare la struttura delle componenti cellulari.<\/p>\n\n\n\n<p>\u00c8 stato cos\u00ec possibile integrare l\u2019osservazione dinamica dei batteri con immagini ad altissima risoluzione delle superfici: un milionesimo di millimetro, una risoluzione che ha permesso di studiare materiale e biofilm in modi finora non realizzabili, per poter <strong>verificare quale forma e distanziamento di onde fosse il pi\u00f9 efficace allo scopo di evitare la proliferazione batterica<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<div style=\height:30px\ aria-hidden=\true\ class=\wp-block-spacer\><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\wp-block-heading\><strong>Quando la geometria ostacola i batteri<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>I risultati hanno mostrato che alcune configurazioni di pieghe<strong> riducono l\u2019adesione batterica di oltre il 90% e ostacolano la formazione di biofilm<\/strong>, in particolare con \u201crughe\u201d di circa cinque micrometri (cinque milionesimi di metro). L\u2019effetto \u00e8 stato osservato, variando le condizioni di flusso, con due batteri di grande rilevanza clinica, <em>Pseudomonas aeruginosa<\/em> e <em>Staphylococcus aureus<\/em>, responsabili di una quota significativa di infezioni ospedaliere associate a biofilm su dispositivi medici, come cateteri, stent e tubi endotracheali.<\/p>\n\n\n\n<p>Lo studio ha inoltre evidenziato come <strong>l\u2019orientamento delle increspature influenzi l\u2019efficacia del sistema<\/strong>: pieghe perpendicolari al flusso rimuovono i batteri molto pi\u00f9 rapidamente rispetto a superfici parallele. Questo risultato \u00e8 stato confermato anche da simulazioni matematiche che descrivono l\u2019interazione tra flusso, topografia della superficie e comportamento dei microrganismi, oltre che dal confronto tra batteri modificati o meno nelle loro capacit\u00e0 di movimento.<\/p>\n\n\n\n<p>Mantenendo costante la chimica delle superfici, i ricercatori hanno confermato che l\u2019effetto osservato \u00e8 dovuto esclusivamente alla loro geometria. \u00abNel loro insieme, questi dati indicano una strategia promettente e priva di farmaci per <strong>progettare dispositivi medici pi\u00f9 sicuri<\/strong>\u00bb, spiega Luca Pellegrino. \u00abQuesta scoperta apre la strada a nuovi design di cateteri, stent e impianti in grado di ridurre drasticamente il rischio di infezioni, evitando fenomeni di resistenza agli antibiotici\u00bb.<\/p>\n\n\n\n<p>Superfici corrugate ispirate a principi fisici e biologici potrebbero dunque rappresentare un\u2019alternativa duratura ai rivestimenti antimicrobici tradizionali, contribuendo a ridurre le infezioni associate all\u2019assistenza sanitaria.<\/p>\n,protected:false},excerpt:{rendered:<p>La forma delle superfici dei dispositivi medici pu\u00f2 diventare un potente alleato nella prevenzione delle infezioni. 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