Implantes ortopédicos superiores combaten infecciones y aceleran la curación tras la cirugía

Las infecciones asociadas a implantes siguen siendo uno de los mayores desafíos en la cirugía ortopédica, lo que provoca fallos en los dispositivos, una recuperación prolongada y una mayor resistencia a los antibióticos. Los materiales convencionales para implantes suelen depender de antibióticos para el control de infecciones, pero sus efectos son de corta duración y de alcance limitado. Para abordar estos problemas, los investigadores han desarrollado un nuevo material que resiste el crecimiento microbiano a la vez que favorece la regeneración ósea, ofreciendo una solución duradera para los pacientes que se someten a procedimientos ortopédicos mayores.

Investigadores de la Universidad Flinders (Bedford Park, Australia) han creado un material de implante ortopédico de última generación mediante un andamio biocerámico 3D incrustado con nanopartículas metálicas líquidas de plata-galio (Ag-Ga). Este diseño pionero combina la prevención de infecciones con una compatibilidad ósea superior. El estudio, publicado en Advanced Functional Materials, demuestra cómo el nuevo nanocompuesto de metal líquido actúa como un biomaterial de doble función que proporciona protección antimicrobiana y regeneración ósea.

El innovador andamio integra nanopartículas de Ag-Ga en hidroxiapatita, formando una estructura bioactiva sin fisuras que difiere fundamentalmente de los materiales tradicionales cargados con antibióticos. En lugar de una liberación rápida y explosiva, ofrece una actividad antimicrobiana localizada y sostenida, a la vez que promueve la integración en el tejido sano. Los resultados de laboratorio confirmaron que el andamio reduce eficazmente la colonización bacteriana y mejora la consolidación ósea en modelos fisiológicamente relevantes.

Las pruebas demostraron los efectos antibacterianos del material contra los principales patógenos, como Staphylococcus aureus, S. aureus resistente a la meticilina (SARM) y Pseudomonas aeruginosa. La combinación de la acción antimicrobiana mediada por iones del galio y las propiedades bactericidas de la plata proporciona protección de amplio espectro sin necesidad de antibióticos. Además, su alta biocompatibilidad favorece una recuperación ósea más rápida, abordando simultáneamente dos importantes desafíos quirúrgicos: la infección del implante y la mala cicatrización.

La nueva plataforma de andamiaje podría aplicarse en múltiples entornos clínicos, desde rellenos óseos para fracturas infectadas y fusiones espinales hasta cementos óseos de última generación e implantes impresos en 3D para reconstrucciones craneofaciales o asociadas a tumores. Los investigadores también están explorando su uso en entornos propensos a infecciones, como el pie diabético y la pérdida ósea relacionada con la oncología. Esta tecnología abre la puerta a implantes ortopédicos duraderos y sin antibióticos con relevancia global.

"Esta innovación ayuda a crear una nueva generación de materiales de reparación ósea que pueden prevenir infecciones sin depender de antibióticos, al tiempo que mejoran la integración y la curación de los tejidos", dijo el coautor principal, el profesor Krasimir Vasilev de la Universidad de Flinders.

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Universidad de Flinders