Nuevo material para recubrimiento de implantes libera antibióticos en respuesta a invasión bacteriana

Las articulaciones artificiales, utilizadas a menudo para tratar la artritis degenerativa, plantean el desafío de las infecciones bacterianas. Estas infecciones pueden socavar la estabilidad del implante y provocar diversas complicaciones, incluidas las causadas por bacterias resistentes a los antibióticos. Estas bacterias a menudo desencadenan infecciones recurrentes incluso después del tratamiento con antibióticos, requiriendo procedimientos adicionales. Ahora, los investigadores han diseñado un material para revestimiento de implante funcional que libera rápidamente antibióticos en reacción a los cambios en el entorno del cuerpo como resultado de una infección bacteriana.

Desarrollado por un equipo de investigación colaborativo formado por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH, Gyeongbuk, Corea), el recubrimiento se basa en proteínas de adhesión del mejillón. Su investigación se centró específicamente en la DOPA, un aminoácido clave para la adhesión del mejillón. La DOPA forma enlaces fuertes con iones metálicos, particularmente hierro, pero estos enlaces se debilitan cuando baja el nivel de acidez (pH). Dado que la invasión bacteriana altera el pH del cuerpo, el equipo diseñó el recubrimiento que contiene antibióticos en condiciones normales, pero los libera rápidamente cuando se produce una acidificación inducida por una infección. Libera el 70 % de los antibióticos en ocho horas, eliminando eficazmente las bacterias.

Imagen: Esquema que representa el proceso de curación de la implantación (Fotografía cortesía de POSTECH)

El material también muestra una durabilidad notable, manteniendo su eficacia antibacteriana incluso durante las cuatro semanas de la fase de regeneración ósea después de un procedimiento de implante. La cantidad de antibióticos liberados por el material coincide con la gravedad de la infección bacteriana. Los investigadores validaron la eficacia antibacteriana del material de recubrimiento basándose en diferentes concentraciones bacterianas. Es importante destacar que el enlace entre DOPA y los iones de hierro demostró ser altamente resistente a los estímulos físicos externos, lo que la hace resistente a la abrasión y a las cargas mecánicas durante el proceso de implantación.

"El efecto antimicrobiano inmediato y sostenido del material de recubrimiento adhesivo para implantes tiene el potencial de mejorar significativamente la tasa de éxito de los procedimientos de implantes", afirmó el profesor Hyung Joon Cha de POSTECH, quien dirigió el estudio.

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