Las nanoplataformas de grafito en los dispositivos médicos matan las bacterias y previenen las infecciones
Las nanoplataformas de grafito integradas en las superficies médicas de plástico pueden prevenir infecciones, matando el 99,99% de las bacterias que intentan adherirse - una solución potencial barata y viable para un problema que afecta a millones de personas, cuesta enormes cantidades de tiempo y dinero, y acelera la resistencia a los antibióticos. Esto es según una investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, en la revista Small.
Las nanoplataformas de grafito integradas en las superficies médicas de plástico pueden prevenir las infecciones, matando el 99,99% de las bacterias que intentan adherirse, una solución potencial barata y viable para un problema que afecta a millones de personas, cuesta enormes cantidades de tiempo y dinero y acelera la resistencia a los antibióticos. Las nanoplataformas en la superficie de los implantes previenen la infección bacteriana pero, lo que es crucial, sin dañar las células humanas sanas. Las células humanas son alrededor de 25 veces más grandes que las bacterias, así que mientras las nanoplataformas de grafito cortan y matan las bacterias, apenas rascan una célula humana.
Yen Strandqvist/Chalmers
Cada año, más de cuatro millones de personas en Europa se ven afectadas por infecciones contraídas durante los procedimientos de atención sanitaria, según el Centro Europeo para la Prevención y el Control de las Enfermedades (ECDC). Muchas de ellas son infecciones bacterianas que se desarrollan alrededor de dispositivos médicos e implantes dentro del cuerpo, como catéteres, prótesis de cadera y rodilla o implantes dentales. En el peor de los casos, los implantes deben ser retirados.
Las infecciones bacterianas como esta pueden causar gran sufrimiento a los pacientes, y cuestan a los servicios de salud enormes cantidades de tiempo y dinero. Además, grandes cantidades de antibióticos se utilizan actualmente para tratar y prevenir tales infecciones, costando más dinero, y acelerando el desarrollo de la resistencia a los antibióticos.
"El propósito de nuestra investigación es desarrollar superficies antibacterianas que puedan reducir el número de infecciones y la consiguiente necesidad de antibióticos, y a las que las bacterias no puedan desarrollar resistencia. Hemos demostrado ahora que las superficies a medida formadas por una mezcla de nanoplataformas de polietileno y grafito pueden matar el 99,99% de las bacterias que intentan adherirse a la superficie", dice Santosh Pandit, investigador postdoctoral del grupo de investigación del Profesor Ivan Mijakovic en la División de Biología de Sistemas del Departamento de Biología y Biotecnología de la Universidad Tecnológica de Chalmers.
Las infecciones en los implantes son causadas por bacterias que viajan por el cuerpo en fluidos como la sangre, en busca de una superficie a la que adherirse. Cuando aterrizan en una superficie adecuada, comienzan a multiplicarse y forman una biopelícula - una capa bacteriana.
Estudios previos de los investigadores de Chalmers mostraron cómo las escamas verticales de grafeno, colocadas en la superficie de un implante, podían formar una capa protectora, haciendo imposible que las bacterias se adhieran - como púas en edificios diseñados para evitar que los pájaros aniden. Las escamas de grafeno dañan la membrana celular, matando a las bacterias. Pero la producción de estas escamas de grafeno es costosa, y actualmente no es factible para la producción a gran escala.
"Pero ahora, hemos logrado los mismos efectos antibacterianos sobresalientes, pero utilizando nanoplataformas de grafito relativamente baratas, mezcladas con un polímero muy versátil. El polímero, o el plástico, no es intrínsecamente compatible con las nanoplataformas de grafito, pero con las técnicas estándar de fabricación de plásticos, hemos logrado adaptar la microestructura del material, con cargas de relleno bastante altas, para lograr el efecto deseado. Y ahora tiene un gran potencial para una serie de aplicaciones biomédicas", dice Roland Kádár, Profesor Asociado del Departamento de Ciencia Industrial y de Materiales de Chalmers.
Las nanoplacas en la superficie de los implantes previenen la infección bacteriana pero, lo que es crucial, sin dañar las células humanas sanas. Las células humanas son alrededor de 25 veces más grandes que las bacterias, así que mientras las nanoplateletas de grafito cortan y matan las bacterias, apenas rascan una célula humana.
"Además de reducir el sufrimiento de los pacientes y la necesidad de antibióticos, los implantes de este tipo podrían hacer que se requirieran menos trabajos posteriores, ya que podrían permanecer en el cuerpo durante mucho más tiempo que los que se utilizan hoy en día", dice Santosh Pandit. "Nuestra investigación también podría contribuir a reducir los enormes costos que esas infecciones causan a los servicios de atención de la salud en todo el mundo".
En el estudio, los investigadores experimentaron con diferentes concentraciones de nanoplacas de grafito y el material plástico. Una composición de alrededor del 15 al 20% de nanoplataformas de grafito tenía el mayor efecto antibacteriano, siempre que la morfología fuera muy estructurada.
"Como en el estudio anterior, el factor decisivo es orientar y distribuir correctamente las nanoplacas de grafeno. Tienen que estar ordenadas con mucha precisión para lograr el máximo efecto", dice Roland Kádár.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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