Nuevo avance para prevenir infecciones en implantes biomédicos
CIENCIAS DE LA SALUD Y TECNOLOGÍA.
Las infecciones asociadas a los implantes médicos son un grave problema de salud. El poliuretano termoplástico (TPU) es un material ampliamente utilizado en implantes y otros dispositivos médicos.
En una nueva investigación se ha ideado una vía de modificación química del TPU con una proteína antimicrobiana que tiene por objetivo evitar la formación de biopelículas de bacterias multirresistentes en esos dispositivos biomédicos, ofreciendo una alternativa a los antibióticos sistémicos, las bolsas o catéteres impregnados con antibióticos o metales antibacterianos de estos dispositivos.
Gracias a la modificación química del poliuretano termoplástico con una proteína antimicrobiana, se logra impedir la formación de biopelículas de bacterias multirresistentes en dispositivos biomédicos. (Imagen: Xavier Rodríguez et al: “Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity” (2025). ACS Applied Bio Materials Vol 8, Issue 3. CC BY 4.0
El TPU así modificado queda dotado de propiedades antibacterianas y es capaz de prevenir infecciones asociadas a los implantes biomédicos. Esta innovación podría suponer un avance significativo en la seguridad y durabilidad de los implantes médicos.
La investigación que ha conducido a este avance la ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Xavier Rodríguez Rodríguez e Imma Ratera, del Instituto de Ciencia de los Materiales de Barcelona (ICMAB, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)), así como Josep M. Miró y Cristina Garcia-de-la-Maria del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) en Barcelona, en colaboración con el Hospital Clínic de Barcelona, el Hospital Universitario Parc Taulí en Sabadell, el Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA) de la Generalitat de Cataluña, el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBERBBN) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas (CIBERINFEC), en España.
La modificación química de la superficie del TPU y la estrategia de monocapa de moléculas ensambladas son la clave para permitir el anclaje de la proteína recombinante humana alfa-defensina 5 (HD5).
Esta funcionalización específica de la superficie del material favorece la interacción con la proteína antimicrobiana e inhibe eficazmente la formación de biopelículas bacterianas. La modificación de la superficie se ha logrado mediante un proceso en tres etapas: activación del TPU con hexametileno diisocianato (HDI), reacción interfacial con derivados de polietilenglicol (PEG) y, finalmente, una reacción click entre la monocapa ensamblada con terminación PEG-maleimida y la proteína HD5.
El material ha sido caracterizado con técnicas avanzadas de ciencia de superficies, confirmando su eficacia antibacteriana. Los resultados muestran una reducción significativa en la formación de biopelículas de bacterias grampositivas y gramnegativas resistentes, como Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) y Staphylococcus epidermidis resistente a la meticilina (SERM).
Esta tecnología ofrece una alternativa prometedora a los antibióticos y metales como la plata, abordando el problema de la resistencia antimicrobiana en dispositivos médicos implantables. “Este avance podría suponer un cambio en la prevención de infecciones en implantes médicos, reduciendo complicaciones y mejorando la seguridad de los pacientes”, afirma Ratera.
En definitiva, este avance abre nuevas vías para el desarrollo de superficies antimicrobianas en dispositivos médicos, con gran potencial para mejorar los resultados clínicos y reducir los costos sanitarios asociados a infecciones hospitalarias.
Imma Ratera, Xavier Rodríguez y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica ACS Applied Bio Materials, bajo el título “Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity”. (Fuente: Hospital Clínic de Barcelona).
Sitio Fuente: NCYT de Amazings