Cuando se realiza cualquier implante médico en un paciente siempre hay un riesgo de contaminación bacteriana durante la cirugÃa que puede derivar en la formación de un biofilm sobre su superficie. Este actúa después como un escudo para estas bacterias dificultando tanto la acción del sistema inmune como de los antibióticos. Ahora, una nueva técnica que combina el uso de luz y nanopartÃculas de oro parece que podrÃa ayudar a solucionar este problema.
Romain Quidant, director del estudio. .
El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), de Barcelona, junto con la empresa B. Braun Surgical, han llevado a cabo un estudio, publicado en la revista Nano Letters, en el que se analizan las posibilidades de una malla quirúrgica modificada quÃmicamente para anclar en ella millones de nanopartÃculas de oro. Se ha demostrado que estas nanopartÃculas son muy eficaces para convertir la luz en calor en regiones muy localizadas, siendo este efecto útil para destruir la membrana celular de las bacterias y deshacer el entramado protector del biofilm.
“Se trata de una tecnologÃa muy transversal. La hemos empezado a desarrollar en las mallas quirúrgicas, pero podrÃa ser aplicada a cualquier implante. Lo importante es que con este estudio hemos demostrado que el enganche de estas nanopartÃculas es muy estable y evita que se puedan desprender y diseminarse de forma incontrolada por el cuerpoâ€, explica Romain Quidant, profesor del Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados (Icrea, por sus siglas en inglés) en el ICFO y director del estudio.
Estudios previosEl uso de nanopartÃculas de oro en procesos de conversión de luz-calor ya se habÃa probado en estudios anteriores en tratamientos contra el cáncer. Concretamente, en el ICFO esta técnica se habÃa usado en varios estudios previos respaldados por la Fundación Cellex. “En este caso se habÃan inyectado nanopartÃculas de oro en el flujo sanguÃneo. Una parte de ellas se acumulaba dentro del tumor y luego se usaba la luz para aumentar la temperatura localmente e inducir una necrosis de los tejidos cancerosos y no dañar los sanosâ€, apunta Quidant.
Eficacia
El uso de esta tecnologÃa ayudarÃa a mejorar la eficacia de los antibióticos, permitiendo reducir su uso, al crear huecos en la barrera de defensa de las bacterias
Uso
Inventadas hace aproximadamente 50 años, las mallas quirúrgicas se han convertido en elementos clave para la
recuperación de cirugÃas de tejidos dañados
Protocolos
Los hospitales han creado protocolos quirúrgicos de asepsia para combatir este tipo de contaminación bacteriana, aunque no se ha conseguido resolver del todo
Teniendo en cuenta que más de 20 millones de operaciones de reparación de hernias se realizan cada año en todo el mundo, se creyó que este método podÃa reducir los costes médicos de las operaciones por recurrencia y facilitar la eficacia de los tratamientos con antibióticos. Esta nueva malla quirúrgica, de todas formas, no serÃa en ningún caso sustituta de los antibióticos, que seguirÃan siendo necesarios en el caso de que se produjera una infección. “Con esta malla lo que conseguimos de alguna forma es volver más frágil el biofilm, que actúa como un escudo de las bacterias. De alguna forma se crean huecos en esta estructura que permiten que tanto los antibióticos como el sistema inmune puedan hacer su trabajoâ€, añade Romain Quidant.
Experimento ‘in vitro’Estas nuevas mallas quirúrgicas han sido probadas in vitro. En su experimento se recubrió la malla con millones de nanopartÃculas de oro; las mallas se analizaron en diferentes momentos a lo largo del tiempo para garantizar la estabilidad de las partÃculas a largo plazo, la no degradación del material y la no liberación de nanopartÃculas al entorno.
“Esto es muy importante porque no deseamos que estas nanopartÃculas puedan circular por el cuerpo de forma no controlada porque se podrÃa originar un problema de toxicidad. Los experimentos han demostrado que el enganche es muy robusto. Hicimos un estudio durante seis meses y no hemos visto problemas de liberación. Esto señala una tendencia, pero será necesario hacer las pruebas in vivo y a más largo plazo para corroborarloâ€, añade Quidant.
Una vez obtenida la malla modificada, el equipo la expuso a la bacteria S. aureus durante 24 horas hasta que observó la formación de un biofilm en la superficie. Posteriormente, expusieron la malla a pulsos cortos e intensos de luz infrarroja y repitieron el procedimiento 20 veces con un intervalo de 4 segundos de descanso entre cada pulso. Tras esto, pudieron comprobar que las bacterias que habÃan sobrevivido recuperaron su sensibilidad a la terapia con antibióticos y que las muertas perdÃan su adherencia y se desprendÃan de la superficie, reduciendo el biofilm.
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