Modificação da adesão e proliferação bacteriana em superfícies de aço inoxidável AISI 430 texturizadas por shot peening

Abstract

Estima-se que aproximadamente 80% das infecções no mundo estão relacionadas à adesão bacteriana e formação de biofilmes, que envolvem interação entre bactéria, superfície e microambiente. Nesse contexto, superfícies biomiméticas texturizadas com padrões micro e nanométricos têm recebido especial atenção como mecanismo de redução da adesão e formação de biofilmes. Tendo em vista a dificuldade no tratamento tradicional e o aumento da resistência bacteriana, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da texturização superficial de amostras de aço inoxidável AISI 430 por shot peening na adesão e proliferação de bactérias Gram-positivas (S. aureus) e Gram-negativas (E. coli). As amostras foram obtidas sob diferentes condições operacionais e caracterizadas quanto à rugosidade, topografia superficial, proliferação e adesão bacteriana submetidas a 24h de contato frente às cepas de S. aureus e E. coli. Os resultados indicaram redução na adesão bacteriana de 77% para Gram-positiva e 50% para Gram-negativa para amostras submetidas ao shot peening por 80s, utilizando esferas de aço projetadas a 100 psi com ângulo de 30º. Este estudo demonstra a influência direta do ângulo de jateamento na morfologia das superfícies, no tempo necessário de processo e reforça a importância do perfil topográfico na adesão bacteriana e formação de biofilmes. Dessa forma, a técnica de shot peening avaliada se mostra como alternativa promissora para texturização de superfícies para redução da adesão e proliferação bacteriana e formação de biofilmes em superfícies metálicas AISI 430.

It is estimated that approximately 80% of infections in the world are related to bacterial adhesion and biofilm formation, which involve interaction between bacteria, surface and microenvironment. In this context, textured biomimetic surfaces with micro and nanometric patterns have received special attention as a mechanism for reducing adhesion and biofilm formation. Given the difficulty in traditional treatment and the increase in bacterial resistance, this study aimed to evaluate the influence of surface texturing of AISI 430 stainless steel samples by shot peening on the adhesion and proliferation of Gram-positive (S. aureus) and Gram-negative (E. coli) bacteria. The samples were obtained under different operating conditions and characterized for roughness, surface topography, bacterial proliferation and adhesion submitted to 24h of contact against strains of S. aureus and E. coli. The results indicated a reduction in bacterial adhesion of 77% for Gram-positive and 50% for Gram-negative for samples submitted to shot peening for 80s, using steel balls projected at 100 psi with an angle of 30º. This study demonstrates the direct influence of the blast angle on the surface morphology, the time required for the process and reinforces the importance of the topographic profile in bacterial adhesion and biofilm formation. Thus, the evaluated shot peening technique is a promising alternative for surface texturing to reduce bacterial adhesion and proliferation and biofilm formation on AISI 430 metallic surfaces.