Material protésico podría reducir infecciones por catéteres intravenosos

La piel humana alberga alrededor de un millón de bacterias por centímetro cuadrado, siendo Staphylococcus, particularmente Staphylococcus epidermidis, la especie más común y un residente típico del microbioma de la piel. Las infecciones a menudo ocurren cuando la piel se rompe, como a través de cortes, heridas o procedimientos quirúrgicos, lo que permite que las bacterias ingresen al torrente sanguíneo. Una fuente frecuente de infección en los hospitales es la inserción de tubos o catéteres en las venas. Anualmente, se informan alrededor de 80.000 infecciones del torrente sanguíneo relacionadas con catéteres solo en unidades de cuidados intensivos, lo que resalta el desafío de salud pública en los Estados Unidos.

El progreso en la prevención de infecciones asociadas con catéteres intravenosos ha sido lento, en parte debido a la falta de plataformas efectivas para probar nuevos diseños de catéteres y tecnologías de biosensores portátiles, y capacitar al personal de atención médica para reducir las tasas de infección. Sin embargo, las prótesis innovadoras, particularmente las hechas de materiales como el caucho de silicona, ahora pueden tener una aplicación inesperada pero prometedora en la reducción de infecciones de catéteres intravenosos.

En un nuevo estudio, investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Texas A&M (TAMU, College Station, TX, EUA) han desarrollado réplicas realistas similares a la piel, hechas de Ecoflex, un caucho de silicona que podría servir como plataforma para evaluar los riesgos de infección asociados con catéteres intravenosos y probar sensores portátiles, entre otras aplicaciones biomédicas. Publicado en Scientific Reports, el estudio demuestra que las réplicas de piel basadas en Ecoflex pueden diseñarse para replicar de manera cercana la textura, humectabilidad y elasticidad de la piel real, simulando las condiciones en las que las bacterias se adhieren y crecen. Para lograrlo, los investigadores utilizaron Ecoflex 00-35, un caucho biocompatible de curado rápido que se emplea comúnmente en prótesis y efectos especiales. El equipo creó moldes de sitios típicos de inserción intravenosa, como los codos, las manos y los antebrazos, y luego vertió Ecoflex en estos moldes, que contenían huesos artificiales y tubos diseñados para imitar las venas, lo que dio como resultado réplicas similares a la piel.

A continuación, el equipo evaluó las réplicas de Ecoflex para determinar si sus propiedades coincidían con las de la piel real. Midieron factores como la humectabilidad, la adhesión bacteriana y las propiedades mecánicas, incluidas la elasticidad y la resiliencia. Los investigadores descubrieron que los modelos de Ecoflex podían reproducir la rugosidad de la piel humana con solo un margen de error del 7,5 %. Las imágenes de alta resolución confirmaron que las bacterias podían adherirse a las réplicas de Ecoflex y crecer en ellas. En un experimento clave, los investigadores simularon la inserción de un catéter intravenoso en un modelo de mano hecho de Ecoflex, que modeló con éxito el crecimiento bacteriano en diferentes etapas, demostrando el potencial de estas réplicas en el control de infecciones y en el diseño de dispositivos médicos como catéteres. Sin embargo, los investigadores reconocieron que sus experimentos actuales no replican por completo las condiciones del mundo real.

“Creemos que este material tiene un enorme potencial para estudiar infecciones en el sitio de inserción causadas por bacterias que se encuentran naturalmente en la piel”, dijo Majed Othman Althumayri, autor principal del artículo. “Nuestro objetivo era crear un material similar a la piel con ingredientes que se pueden comprar en el mercado. Ecoflex no solo es fácil de usar, sino que se puede curar rápidamente con un mínimo de pasos adicionales, lo que lo hace muy conveniente”.

“El desarrollo de modelos de piel realistas que puedan imitar la piel humana es un paso inicial importante”, afirmó la Dra. Hatice Ceylan Koydemir, autora correspondiente del estudio. “Pero creemos que la incorporación de elementos adicionales, como fluidos corporales y otras situaciones clínicamente relevantes, en futuros experimentos reforzará nuestros hallazgos y validará aún más el potencial de Ecoflex para aplicaciones médicas”.

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