Nuevos biomateriales de la seda de araña
Prevenir la infección, facilitar la curación
Los nuevos biomateriales desarrollados en la Universidad de Bayreuth eliminan el riesgo de infección y facilitan los procesos de curación. Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Thomas Scheibel ha logrado combinar estas propiedades de los materiales que son muy relevantes para la biomedicina. Estos materiales nanoestructurados se basan en proteínas de seda de araña. Evitan la colonización por bacterias y hongos, pero al mismo tiempo ayudan proactivamente a la regeneración del tejido humano. Por lo tanto, son ideales para implantes, apósitos, prótesis, lentes de contacto y otras ayudas cotidianas.
El Prof. Dr.-Ing. Gregor Lang examinando la infestación microbiana a través de la microscopía electrónica de barrido.
UBT / Christian Wißler
Se trata de un riesgo de infección ampliamente subestimado: Los microbios se asientan en las superficies de los objetos indispensables para la terapia médica o para la calidad de vida en general. Gradualmente, forman una biopelícula densa, a menudo invisible, que no se puede eliminar fácilmente, ni siquiera con agentes de limpieza, y que suele ser resistente a los antibióticos y antimicóticos. Las bacterias y los hongos pueden entonces migrar hacia el tejido adyacente del organismo. Como resultado, no sólo interfieren en varios procesos de curación, sino que pueden incluso causar infecciones que ponen en peligro la vida.
Con un novedoso enfoque de investigación, los científicos de la Universidad de Bayreuth han encontrado ahora una solución a este problema. Utilizando proteínas de seda de araña producidas biotecnológicamente, han desarrollado un material que impide la adhesión de microbios patógenos. Incluso los estreptococos, resistentes a los agentes antibacterianos múltiples (MRSA), no tienen ninguna posibilidad de depositarse en la superficie del material. Por lo tanto, las biopelículas que crecen en instrumentos médicos, equipos deportivos, lentes de contacto, prótesis y otros objetos cotidianos pueden pasar pronto a la historia.
Además, los materiales están diseñados para ayudar simultáneamente a la adhesión y proliferación de células humanas en su superficie. Si se pueden utilizar, por ejemplo, para apósitos de heridas, reemplazo de piel o implantes, apoyan proactivamente la regeneración del tejido dañado o perdido. A diferencia de otros materiales que se han utilizado anteriormente para regenerar tejidos, el riesgo de infección se elimina intrínsecamente. Así pues, se prevé que en un futuro próximo se disponga de revestimientos resistentes a los microbios para diversas aplicaciones biomédicas y técnicas.
Los investigadores de Bayreuth han probado hasta ahora con éxito la función repelente de microbios en dos tipos de materiales de seda de araña: en películas y revestimientos de sólo unos pocos nanómetros de espesor y en andamios tridimensionales de hidrogel que pueden servir como precursores para la regeneración de tejidos. "Nuestras investigaciones hasta la fecha han llevado a un hallazgo que es absolutamente innovador para futuros trabajos de investigación. En particular, las propiedades repelentes de microbios de los biomateriales que hemos desarrollado no se basan en efectos tóxicos, es decir, que no destruyen las células. El factor decisivo radica más bien en las estructuras a nivel de los nanómetros, que hacen que las superficies de la seda de la araña repelan los microbios. Hacen imposible que los patógenos se adhieran a estas superficies", explica el Prof. Dr. Thomas Scheibel, quien es el Presidente de Biomateriales de la Universidad de Bayreuth. "Otro aspecto fascinante es que la naturaleza ha demostrado una vez más ser el modelo ideal para los conceptos de materiales altamente avanzados. La seda de araña natural es muy resistente a la infestación microbiana y la reproducción de estas propiedades de forma biotecnológica es un gran avance", añade el Prof. Dr.-Ing. Gregor Lang, uno de los dos primeros autores y jefe del grupo de investigación de Procesamiento de Biopolímeros de la Universidad de Bayreuth.
En los laboratorios de Bayreuth, las proteínas de la seda de araña fueron diseñadas específicamente con varias nanoestructuras para optimizar las propiedades biomédicamente relevantes para aplicaciones específicas. Una vez más, las instalaciones de investigación en red en el campus de Bayreuth han demostrado su valor. Junto con el Instituto Bávaro de Polímeros (BPI), otros tres institutos de investigación interdisciplinaria de la Universidad de Bayreuth participaron en este avance de la investigación: el Centro de Bayreuth para la Ciencia y la Ingeniería de Materiales (BayMAT), el Centro de Bayreuth para Coloides e Interfaces (BZKG) y el Centro de Bayreuth para las Biociencias Moleculares (BZKG).
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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