En el calor de la herida
Vendaje inteligente
Un vendaje que libera medicamentos en cuanto se inicia una infección en una herida podría tratar las lesiones con mayor eficacia. Los investigadores del Empa trabajan actualmente en fibras de polímero que se ablandan en cuanto el entorno se calienta debido a una infección, liberando así fármacos antimicrobianos.
El investigador del Empa Fei Pan está trabajando en una membrana hecha de nanofibras que libera medicamentos sólo cuando el material se calienta. Una membrana de este tipo podría, por ejemplo, activarse en un vendaje en cuanto se produzca una inflamación.
Empa
No es posible saber desde el exterior si una herida sanará sin problemas bajo el apósito o si las bacterias penetrarán en el tejido lesionado y provocarán una inflamación. Para estar seguros, se aplican pomadas desinfectantes o antibióticos a la herida antes de colocar el apósito. Sin embargo, estas medidas preventivas no son necesarias en todos los casos. Así, se desperdician los medicamentos y se sobretratan las heridas.
Y lo que es peor, el despilfarro de antibióticos favorece la aparición de gérmenes multirresistentes, que constituyen un inmenso problema en la sanidad mundial. Los investigadores de los dos laboratorios de Empa, Biointerfaces y Membranas y Textiles Biomiméticos, en San Gall, quieren cambiar esta situación. Están desarrollando un apósito que administra de forma autónoma fármacos antibacterianos sólo cuando son realmente necesarios.
La idea del equipo interdisciplinar dirigido por Qun Ren y Fei Pan: El apósito debe "cargarse" de fármacos y reaccionar a los estímulos ambientales. "De este modo, las heridas podrían ser tratadas según su necesidad en el momento exacto", explica Fei Pan. Como estímulo ambiental, el equipo eligió un efecto bien conocido: el aumento de la temperatura en una herida infectada e inflamada.
La mezcla perfecta
Ahora el equipo tenía que diseñar un material que reaccionara adecuadamente a este aumento de temperatura. Para ello, se desarrolló un compuesto polimérico compatible con la piel y formado por varios componentes: vidrio acrílico (polimetilmetacrilato, o PMMA), que se utiliza, por ejemplo, para las lentes de las gafas y en la industria textil, y Eudragit, una mezcla de polímeros biocompatibles que se utiliza, por ejemplo, para recubrir pastillas. Para procesar la mezcla de polímeros y obtener una fina membrana de nanofibras se utilizó electrospinning. Por último, se encapsuló octenidina en las nanofibras como componente médicamente activo. La octenidina es un desinfectante que actúa rápidamente contra las bacterias, los hongos y algunos virus. En el ámbito sanitario, puede utilizarse en la piel, en las mucosas y para la desinfección de heridas.
Guante de ruptura
"Para que la membrana actúe como un "vendaje inteligente" y libere realmente el desinfectante cuando la herida se calienta debido a una infección, juntamos la mezcla de polímeros de PMMA y Eudragit de forma que pudiéramos ajustar la temperatura de transición vítrea en consecuencia", dice Fei Pan. Esta es la temperatura a la que un polímero pasa de tener una consistencia sólida a un estado gomoso y endurecido. En sentido figurado, el efecto suele describirse a la inversa: Si se pone un guante de goma en nitrógeno líquido a -196 grados, cambia su consistencia y se vuelve tan duro que se puede romper como el cristal de un golpe.
En cambio, la temperatura de transición vítrea de la membrana de polímero estaba en el rango de los 37 grados. Cuando la inflamación hace acto de presencia y la piel se calienta por encima de su temperatura normal de 32 a 34 grados, el polímero pasa de su estado sólido a uno más blando. En experimentos de laboratorio, el equipo observó que el polímero liberaba el desinfectante a 37 grados, pero no a 32. Otra ventaja: El proceso es reversible y puede repetirse hasta cinco veces, ya que el proceso siempre se "desconecta" cuando se enfría. Tras estas prometedoras pruebas iniciales, los investigadores del Empa quieren ahora afinar el efecto. En lugar de un rango de temperatura de entre cuatro y cinco grados, el vendaje inteligente debería encenderse y apagarse ya con diferencias de temperatura menores.
Inteligente y sin complicaciones
Para investigar la eficacia de las membranas de nanofibras contra los gérmenes de las heridas, se están llevando a cabo nuevos experimentos de laboratorio. El director del equipo, Qun Ren, lleva mucho tiempo preocupado por los gérmenes que anidan en la interfaz entre las superficies y el entorno, como en una herida de la piel. "En este entorno biológico, una especie de tierra de nadie entre el cuerpo y el material del apósito, las bacterias encuentran un nicho biológico perfecto", afirma el investigador del Empa. Agentes infecciosos como los estafilococos o las bacterias Pseudomonas pueden causar graves trastornos en la cicatrización de las heridas. Fue precisamente a estos gérmenes de las heridas a los que el equipo permitió familiarizarse con el apósito inteligente en la placa de Petri. Y efectivamente: El número de bacterias se redujo aproximadamente 1000 veces cuando se liberó octenidina del apósito inteligente.
"Con la octenidina, hemos logrado una prueba de principio para la liberación controlada de fármacos mediante un estímulo externo", dijo Qun Ren. En el futuro, dijo, la tecnología podría aplicarse a otros tipos de fármacos, aumentando la eficacia y precisión en su dosificación.
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.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
