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Divisão de Projetos e Atividades

PTDC/CTM-POL/6138/2014

PTDC


Código da Operação:
POCI-01-0145-FEDER-016722

Referência: PTDC/CTM-POL/6138/2014

Título: Superficies antimicrobinas permanentes activadas pela luz

Área Científica: Ciência e Engenharia de Materiais - Polímeros e Compósitos

Síntese do Projeto:

Os materiais antimicrobianos macromoleculares sintéticos (SMA) constituem uma classe de agentes terapêuticos muito promissora, demonstrando um grande potencial no combate a micróbios resistentes a diversos fármacos. A importância destes materiais surgiu devido ao uso indiscriminado e não controlado de antibióticos, que levou ao aparecimento de micróbios resistentes a vários fármacos. Este facto é actualmente considerado um dos maiores problemas de saúde pública. Os biofilmes bacterianos estão envolvidos em aproximadamente 80 % das infecções microbianas, são responsáveis por 100 000 mortes anuais nos EUA e afectam uma vasta gama de actividades humanas, tais como o processamento de alimentos, transportes e infraestruturas públicas. A contaminação microbiológica através do toque em superfícies hospitalares é muito comum e origina diversas infecções que podem ser reduzidas/evitadas através do uso de materiais ou superfícies auto-esterilizantes. O uso de superfícies antimicrobianas permite interromper a cadeia de transmissão de micróbios pelos materiais, pacientes e colaboradores de serviços de saúde. Ao contrário dos antibióticos convencionais de baixo peso molecular, os SMA são capazes de eliminar micróbios através de um mecanismo que não é propício ao desenvolvimento de agentes patogénicos resistentes. Têm sido reportadas diferentes abordagens com o intuito de desenvolver superfícies antimicrobianas através da incorporação de materiais antimicrobianos. No entanto, as estratégias existentes apresentam sérias limitações que inviabilizam a aplicação destes materiais, bem como a sua produção à larga escala. Considerando os dois métodos mais estudados, é possível destacar as seguintes limitações: métodos baseados no uso de nanopartículas (especialmente de prata) demonstram alguma actividade microbiana, no entanto diversas questões relacionadas com o desconhecimento do impacto ecotoxicológico têm sido levantadas pelas autoridades internacionais de saúde; o uso de peptídeos antimicrobianos (AMP) (ou alternativos sintéticos) é severamente limitado, em termos práticos, pelos excessivos custos associados à sua preparação e fabrico, bem como pela sua falta de estabilidade. O objectivo deste trabalho é desenvolver uma nova geração de superfícies antimicrobianas usando formulações industriais de vernizes que possam incorporar novos copolímeros de bloco de base acrílica, desenhados especificamente para a aplicação. Os revestimentos desenvolvidos deverão ser capazes de contribuir para a inactivação fotodinâmica (PDI) de micróbios. A PDI é capaz de matar micróbios devido à formação de espécies reactivas de oxigénio (ROS), através do uso de fotossensibilizadores (PS), o que representa uma estratégia avançada e efectiva para a remoção de bactérias multi-resistentes usando procedimentos não-tóxicos. Os ROS (especialmente oxigénio singleto) demonstraram ser efectivos não só nos casos de bactérias, mas também no caso de fungos filamentosos, leveduras e vírus (incluindo HIV). Isto porque, ao contrário de outros métodos, o mecanismo de inactivação proposto neste projecto não é dependente do tipo de estrutura da membrana do micróbio específico. Neste contexto, ainda não são conhecidos, até à data, mecanismos de defesa de micróbios contra elevadas quantidades de ROS. Os novos copolímeros de bloco serão sintetizados por técnicas avançadas de polimerização, nomeadamente por polimerização radicalar por desactivação reversível (RDRP), que permitem o controlo preciso da estrutura, composição e peso molecular dos polímeros. Devido à sua facilidade de implementação, o uso de copolímeros de bloco antimicrobianos em formulações de vernizes industriais representa uma clara vantagem em relação ao descrito no estado da arte. A equipa multidisciplinar reúne membros com elevada experiência e conhecimento nas diferentes áreas do projecto: síntese por RDRP, caracterização de polímeros, química orgânica, microbiologia ambiental, desenvolvimento de formulações de vernizes industriais e produção industrial de polímeros para vernizes. Este projecto irá contribuir decisivamente para o desenvolvimento de superfícies antimicrobianas eficientes, permanentes, sem lixiviação de compostos e activadas pela luz branca natural. Este projecto está perfeitamente alinhado com as prioridades da Estratégia Nacional de Especialização Inteligente (RIS3) que inclui o aumento da capacidade tecnológica da indústria através de: i) processos de intensificação tecnológica; ii) inclusão de cadeias de valor internacionais; iii) exploração da capacidade existente em novos materiais. Este projecto pode ser considerado altamente inovador e um caso de estudo para transferir a produção de materiais de alto desempenho do meio académico para a indústria. Isto irá, inevitavelmente, beneficiar a região e contribuir para o fortalecimento da competitividade do sector dos materiais.

Investigador Responsável: Doutor Jorge Coelho

Programa de Financiamento: PT2020 – SAICT –PTDC/ICDT

Instituição Financiadora: FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Data de início: 01-07-2016

Data de conclusão: 01-07-2019

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra (proponente); Universidade do Porto

Custo total elegível (EUR): 185.430,00€

Apoio financeiro da UE: 157.615,50€

Apoio financeiro público nacional: 27.814,50€

Técnico do Projeto: Vera Gomes

Contacto: 239247015