El CSIC trabaja en la investigación de nuevos materiales antimicrobianos capaces de evitar infecciones sin favorecer resistencias, un reto que en la actualidad preocupa a la OMS y a los sistemas de salud de todo el mundo.
Según informó en un comunicado, la resistencia a los antimicrobianos se ha convertido en una de las mayores amenazas sanitarias del siglo XXI. La creciente incapacidad de los antibióticos ha hecho que hospitales, investigadores y organismos internacionales adviertan del riesgo de volver a una “era preantibiótica”.
Ante esta situación, los materiales antimicrobianos “se han convertido en una línea de defensa clave”. Desde superficies que impiden que las bacterias se adhieran hasta compuestos que se activan con la luz para eliminarlas, distintos grupos de investigación del CSIC trabajan en soluciones que actúan desde el diseño del propio material.
Uno de los ámbitos donde este enfoque resulta “especialmente relevante” es el de los implantes y dispositivos médicos. Desde hace casi dos décadas el grupo Copromat del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, dirigido por Ana Conde del Campo, trabaja en el desarrollo de superficies metálicas antimicrobianas para reducir este tipo de infecciones.
Según el CSIC, su estrategia consiste en modificar la superficie de titanio de los implantes haciendo crecer una capa de óxido de titanio con flúor y una estructura de diminutos tubos. Esta modificación reduce la adherencia bacteriana y, además, permite cargar la superficie con antibióticos, lo que aumenta su eficacia frente a las bacterias más frecuentes en infecciones protésicas. Los resultados muestran que estas superficies pueden eliminar más del 95 % de las bacterias depositadas, sin afectar negativamente a la integración del implante en el hueso.
Otra forma de abordar el problema consiste en controlar cómo interactúan las bacterias con los materiales. En ello se centro el trabajo de Enrique Martínez-Campos, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros, junto con su equipo ha desarrollado superficies con miles de microporos organizados como un panal.
“Estas estructuras influyen de manera decisiva en el comportamiento de las bacterias sobre el material, atrapándolas y dificultando su supervivencia, mientras que las células humanas pueden crecer con normalidad”, explicó la entidad.
Además, el grupo de Martínez-Campos investiga también la introducción de grupos fluorados en la superficie de estos materiales. “Estos fragmentos químicos modifican la forma en que la superficie interactúa con el agua y con los microorganismos, haciendo más difícil la adhesión bacteriana sin perder biocompatibilidad”, explicó el CSIC. El uso de técnicas de impresión en dos y tres dimensiones permite, además, fabricar superficies con estructuras microscópicas específicamente diseñadas para reducir la proliferación de bacterias y virus, añadió.
En el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC (ICAB-CSIC), un grupo liderado por Rosario Núñez explora una técnica que se basa en el uso de compuestos sensibles a la luz que, al ser irradiados en presencia de oxígeno, generan especies altamente reactivas capaces de destruir las bacterias. El equipo ha desarrollado una familia de moléculas sintéticas activadas por la luz, conocidas como Bodipy yodado, que mejoran su solubilidad y su eficacia antimicrobiana.
La prevención de infecciones asociadas a catéteres y otros dispositivos médicos es el foco del trabajo de Imma Ratera, del Icmab-CSIC. Su investigación busca dotar a estos dispositivos médicos de propiedades antibacterianas inspiradas en los mecanismos de defensa del propio organismo.
Según explicó el CSIC, el grupo ha desarrollado una estrategia para modificar químicamente la superficie de polímeros como el poliuretano termoplástico, muy utilizado en catéteres. Mediante monocapas de moléculas autoensambladas, han logrado anclar de forma estable una proteína antimicrobiana humana, la α-defensina 5. Esta funcionalización confiere a la superficie una protección duradera frente a bacterias que suelen colonizar estos dispositivos y formar biofilms resistentes a los antibióticos.
Por último, Belén Cabal Álvarez, del Centro de Investigación en Nanomateriales, investiga materiales antimicrobianos inorgánicos. Su equipo ha desarrollado recubrimientos antimicrobianos para implantes, con especial atención al ámbito dental.
Uno de sus desarrollos busca prevenir la periimplantitis, que es una infección bacteriana que provoca inflamación y afecta a los tejidos que rodean los implantes dentales. Estos materiales reducen de forma significativa la formación de biofilm sin comprometer la biocompatibilidad con los tejidos, explicó la organización.