INNOVACIÓN

Un revestimiento antimicrobiano para implantes ortopédicos previene infecciones peligrosas

El nuevo recubrimiento antimicrobiano está compuesto por dos polímeros, uno que repele el agua y otro que se mezcla bien con el agua.

Un revestimiento antimicrobiano para implantes ortopédicos previene infecciones peligrosas (Foto. Universidad de Duke)
Un revestimiento antimicrobiano para implantes ortopédicos previene infecciones peligrosas (Foto. Universidad de Duke)

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15.01.2022 - 00:05

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Ingenieros y cirujanos biomédicos de la Universidad de Duke y UCLA han diseñado un recubrimiento antibiótico que se puede aplicar a los implantes ortopédicos minutos antes de la cirugía y que elimina las posibilidades de una infección alrededor del implante.

En los primeros ensayos en ratones, el recubrimiento previno todas las infecciones posteriores, incluso sin infusiones de antibióticos en el torrente sanguíneo, que es el estándar actual de atención. Después de 20 días, el recubrimiento no redujo la capacidad del hueso para fusionarse con el implante y fue completamente absorbido por el cuerpo.[banner-DFP_1]

Y es que, a muchos niños que reciben tratamiento por cáncer de huesos se les extrae una gran parte del hueso, que luego requiere implantes ortopédicos. Sin embargo, debido a que los pacientes también suelen recibir quimioterapia, su sistema inmunológico es débil y son especialmente vulnerables a las bacterias que colonizan la superficie del implante. 

El nuevo recubrimiento antimicrobiano está compuesto por dos polímeros, uno que repele el agua y otro que se mezcla bien con el agua

No obstante, las infecciones por implantes no son exclusivas de los niños ni de los pacientes con cáncer. Para las cirugías de reemplazo de articulaciones, por ejemplo, la infección ocurre en el 1% de las cirugías primarias y hasta en el 7% de las cirugías de revisión, lo que requiere cirugías de revisión repetidas y antibióticos intravenosos prolongados. Sin embargo, el tratamiento no siempre funciona, ya que estos pacientes tienen un mayor riesgo de mortalidad a cinco años que los diagnosticados con VIH/SIDA o cáncer de mama. 

Parte del desafío de tratar estas infecciones es que las bacterias colonizan la superficie de los propios implantes. Esto significa que no hay vasos sanguíneos que fluyan a través de las colonias bacterianas para administrar los antibióticos que circulan por las venas del paciente. El único recurso es a menudo la extracción del implante original, que suele ser la mejor de las que son solo malas opciones.[banner-DFP_4]

Algunos médicos han optado por sus propias soluciones, como usar antibióticos en polvo al cerrar la herida quirúrgica o infundir antibióticos con el cemento óseo utilizado para mantener el implante en su lugar. Ninguna de estas tácticas ha demostrado ser clínicamente eficaz. También existe la opción de que los fabricantes de implantes agreguen propiedades antibióticas a sus dispositivos. Pero esto reduciría en gran medida la vida útil del producto y también requeriría un proceso largo y complicado de aprobación de la FDA, ya que los implantes estarían en una nueva clasificación.

Las infecciones por implantes no son exclusivas de los niños ni de los pacientes con cáncer

Por eso, este recubrimiento antibiótico evita todos estos desafíos. "Hemos demostrado que un recubrimiento liberador de antibióticos en el lugar de atención protege los implantes del desafío bacteriano y se puede aplicar de manera rápida y segura en el quirófano sin la necesidad de modificar los implantes existentes", ha señalado Christopher Hart, médico residente en Cirugía Ortopédica de UCLA que ha ayudado a realizar los experimentos.

El nuevo recubrimiento antimicrobiano está compuesto por dos polímeros, uno que repele el agua y otro que se mezcla bien con el agua. Ambos se combinan en una solución con un antibiótico de elección del médico y luego se aplican directamente al implante ortopédico por inmersión, pintura o pulverización. Cuando se exponen a una luz ultravioleta brillante, los dos polímeros se acoplan y se autoensamblan en una estructura en forma de rejilla que atrapa los antibióticos.

La reacción es un ejemplo de ''química de clic'', que es una forma general de describir reacciones que ocurren rápidamente a temperatura ambiente, producen un solo producto de reacción, tienen un rendimiento extremadamente alto y ocurren dentro de un solo recipiente.

''Nuestro recubrimiento se puede personalizar porque puede usar casi cualquier antibiótico'', ha comentado Tatiana Segura, profesora de ingeniería biomédica en Duke, quien ha añadido que ''el médico puede elegir el antibiótico en función del lugar del cuerpo en el que se implanta el dispositivo y de los patógenos que son comunes en cualquier parte del mundo en la que se realice la cirugía''.

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