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#Novedades de la industria
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Los microgeles permiten que los implantes médicos combatan las bacterias
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Los reemplazos de articulaciones se encuentran entre las cirugías electivas más comunes, pero alrededor de uno de cada 100 pacientes sufre infecciones posquirúrgicas, lo que convierte un procedimiento de rutina en una experiencia costosa y peligrosa. Ahora, los investigadores del Stevens Institute of Technology han desarrollado una "superficie autodefensiva" para estos implantes que libera microdosis específicas de antibióticos cuando se acercan las bacterias, lo que potencialmente reduce drásticamente las tasas de infección.
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El trabajo, dirigido por Matthew Libera, profesor de ciencias de los materiales en Stevens, describe un método para recubrir las superficies de los implantes con una red de microgeles: motas, cada una 100 veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano, capaz de absorber ciertos antibióticos. El comportamiento de los microgeles está regulado por cargas eléctricas, y la actividad eléctrica de un microbio que se aproxima hace que pierda antibióticos, evitando que las infecciones se arraiguen.
Los microgeles podrían aplicarse a una amplia gama de dispositivos médicos, incluyendo válvulas cardíacas, andamiajes tisulares e incluso suturas quirúrgicas, y con el mercado de implantes de cadera pronosticado que alcanzará los 9.100 millones de dólares en 2024, la tecnología tiene un potencial comercial significativo. El Ejército de los Estados Unidos, que ayudó a financiar la investigación, también está interesado en desplegar la tecnología en hospitales de campaña, donde actualmente se producen infecciones en una cuarta parte de las lesiones por combate.
"El impacto potencial para los pacientes y para el sistema de atención de salud es tremendo", señaló Libera, que preside la Conferencia Stevens sobre interacciones entre bacterias y materiales. Jing Liang, candidato al doctorado de Stevens, y Hongjun Wang, profesor de ingeniería biomédica, colaboraron en el estudio, que aparece en la revista Biomaterials.
Las infecciones posquirúrgicas son difíciles de vencer porque a medida que los microbios colonizan las superficies, forman capas resistentes a los antibióticos llamadas biopelículas. Libera y su equipo interrumpen este ciclo matando microbios antes de que puedan afianzarse. "Sólo se necesita una bacteria para causar una infección", aseguró Libera. "Pero si podemos prevenir la infección hasta que la curación esté completa, entonces el cuerpo puede tomar el control."
A diferencia de los tratamientos convencionales que inundan todo el cuerpo con antibióticos, el enfoque del equipo de Stevens es muy específico, ya que libera pequeñas cantidades de antibióticos para matar bacterias individuales. Esto reduce drásticamente las presiones selectivas que dan lugar a "superbacterias" resistentes a los antibióticos, una gran mejora tanto en los tratamientos sistémicos como en los enfoques locales, como la mezcla de antibióticos en el cemento óseo, liberando órdenes de magnitud menos antibióticos en el sistema del paciente.
Otras superficies autodefensivas actualmente en desarrollo dependen de los subproductos metabólicos de los microbios para desencadenar la liberación de antibióticos, un enfoque menos seguro que el método de Libera, que puede matar incluso las bacterias latentes. Los microgeles del equipo también son notablemente resistentes, sobreviviendo a la esterilización con etanol y permaneciendo estables durante semanas. Los microgeles también responden apropiadamente al tejido humano, reteniendo su carga de antibióticos hasta que sea necesario y promoviendo un crecimiento óseo saludable alrededor de las superficies tratadas.
Para aplicar microgeles a un dispositivo médico como una articulación de rodilla, los cirujanos pueden sumergir el dispositivo en un baño especialmente preparado durante unos segundos; una breve inmersión en un segundo baño cargaría los microgeles con antibióticos. En teoría, los cirujanos pueden preparar dispositivos a pedido, inmediatamente antes de implantarlos, utilizando antibióticos adaptados a los factores de riesgo específicos del paciente.
Hasta ahora, el enfoque ha sido probado in vitro, y el equipo sigue trabajando para afinar los microgeles y permitirles suministrar una gama más amplia de antibióticos. Obtener la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos será difícil, dada la naturaleza innovadora de la tecnología, pero el equipo de Libera está trabajando con socios de la industria para planificar más demostraciones.