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 de gran relevancia para la biomedicina. Estos materiales nanoestructurados se basan en proteínas de seda de araña. Previenen la colonización por bacterias y hongos, pero al mismo tiempo ayudan de forma proactiva en la regeneración del tejido humano. Por tanto, son ideales para implantes, gasas de heridas, prótesis, lentes de contacto, y otras ayudas diarias. Los científicos han presentado su innovación en la revista Materiales hoy .

Es un riesgo de infección muy subestimado:microbios que se depositan en la superficie de objetos indispensables en la terapia médica o para la calidad de vida en general. Gradualmente, forman una densa, biopelícula a menudo invisible que no se puede eliminar fácilmente, incluso con agentes de limpieza, y que a menudo es resistente a antibióticos y antimicóticos. Las bacterias y los hongos pueden luego migrar al tejido adyacente del organismo. Como resultado, no solo interfieren con varios procesos de curación, pero incluso puede causar infecciones potencialmente mortales.

Con un enfoque de investigación novedoso, Los científicos de la Universidad de Bayreuth ahora han encontrado una solución a este problema. Usando proteínas de seda de araña producidas biotecnológicamente, han desarrollado un material que evita la adhesión de microbios patógenos. Incluso estreptococos, resistente a múltiples agentes antibacterianos (MRSA), no tienen posibilidad de asentarse en la superficie del material. Biofilms que crecen en instrumentos médicos, equipo deportivo, lentes de contacto, prótesis, y otros objetos cotidianos pueden, por tanto, ser pronto historia.

Es más, los materiales están diseñados para ayudar simultáneamente a la adhesión y proliferación de células humanas en su superficie. Si se pueden utilizar para, por ejemplo, gasas de heridas, reemplazo de piel, o implantes, apoyan de forma proactiva la regeneración de tejido dañado o perdido. A diferencia de otros materiales que se han utilizado anteriormente para regenerar tejidos, el riesgo de infección se elimina intrínsecamente. Por lo tanto, los recubrimientos resistentes a microbios para una variedad de aplicaciones biomédicas y técnicas están listos para estar disponibles en un futuro próximo.

Hasta ahora, los investigadores de Bayreuth han probado con éxito la función repelente de microbios en dos tipos de materiales de seda de araña:en películas y recubrimientos que tienen solo unos pocos nanómetros de espesor y en andamios de hidrogel tridimensionales 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 el trabajo de investigación futuro. En particular, las propiedades repelentes de microbios de los biomateriales que hemos desarrollado no se basan en sustancias tóxicas, es decir, no destruye células, efectos. El factor decisivo radica más bien en las estructuras a nivel nanométrico, que hacen que las superficies de seda de araña sean repelentes a los microbios. Hacen imposible que los patógenos se adhieran a estas superficies ", explica el Prof.Dr. Thomas Scheibel, quien es la Cátedra de Biomateriales en la Universidad de Bayreuth.

"Otro aspecto fascinante es que la naturaleza ha demostrado una vez más ser el modelo ideal para conceptos de materiales altamente avanzados. La seda de araña natural es altamente 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 se diseñaron específicamente con diversas nanoestructuras con el fin de optimizar las propiedades biomédicas relevantes para aplicaciones específicas. Una vez más, las instalaciones de investigación en red en el campus de Bayreuth han demostrado su valía. Junto con el Instituto Bávaro de Polímeros (BPI), Otros tres institutos de investigación interdisciplinarios de la Universidad de Bayreuth participaron en este avance de investigación:el Centro de Bayreuth para Ciencia e Ingeniería de Materiales (BayMAT), el Centro de Bayreuth para coloides e interfaces (BZKG), y el Centro de Biociencias Moleculares de Bayreuth (BZKG).