Los diminutos andamios impresos en 3-D implantados con antibióticos podrían revolucionar la forma en que los médicos previenen las infecciones mortales por 'superbacterias' después de la cirugía. salvando vidas y largas estancias hospitalarias.

El Dr. Phong Tran, ingeniero biomédico del Instituto de Salud e Innovación Biomédica QUT, dijo que la inserción de cualquier cuerpo extraño, ya sea un implante o una prótesis, como una articulación de la cadera, fue reconocida como un factor importante que contribuye a las infecciones por la bacteria Staphylococcus aureus conocida como "estafilococo dorado". .

"Algunas de estas bacterias se han convertido en una 'superbacteria' debido a la exposición a niveles subterapéuticos de antibióticos, "dijo el Dr. Tran, del Centro de Capacitación de Transformación Industrial QUT ARC en Biofabricación Aditiva.

"Mi investigación ha encontrado una nueva forma de usar antibióticos en un andamio biodegradable que el cirujano podría administrar dentro del cuerpo en el lugar de la cirugía como una forma prometedora de prevenir la infección por estafilococos dorados y su desarrollo de resistencia a los antibióticos.

"Esto podría permitir a los cirujanos implantar andamios prefabricados con antibióticos en el quirófano, que se personalizan para pacientes y escenarios quirúrgicos específicos ".

El Dr. Tran dijo que este nuevo enfoque podría usarse para otras bacterias como E-coli y Pseudomonas aeruginosa, que a menudo se encuentran en implantes infectados. como nuevas articulaciones de la cadera, y prótesis.

"Cuando los pacientes tienen una infección en el lugar de un implante, los cirujanos a menudo hacen 'cirugía de revisión' para 'limpiar' la infección, " él dijo.

"Esta nueva técnica podría permitirles adaptar el tipo de antibióticos y las dosis para la infección específica y administrarla directamente en el sitio de la infección". por lo tanto, sería muy eficaz ".

"Los andamios, también, se personalizaría para el sitio quirúrgico y el procedimiento específicos ".

El Dr. Tran dijo que los nuevos andamios 3-D se imprimieron con un material biodegradable, grado médico, Polímero aprobado por la FDA, y se agregaron antibióticos simplemente empapando los andamios en soluciones antibióticas.

"Estos andamios tienen tanto microporos como macroporos, " él dijo.

"Los diminutos microporos mantienen el antibiótico en el andamio para que pueda liberarse lentamente en el sitio de la infección.

"Los macroporos más grandes están ahí para apoyar la infiltración del tejido del cuerpo en el andamio para mantenerlo en su lugar mientras los antibióticos que salvan vidas se liberan directamente en el sitio quirúrgico.

"Nuestra investigación de laboratorio, usando cefazolina, un antibiótico común contra el estafilococo dorado, ha demostrado que estos andamios liberan antibióticos activos durante cuatro días matando las bacterias ".

El Dr. Tran dijo que aunque Staphylococci aureus y Staphylococcus epidermis eran comunes en la piel de los pacientes, podían ser mortales cuando entraban en una herida quirúrgica.

"Lo que sucede es que estos insectos forman biopelículas bacterianas en la superficie del implante que protegen a las bacterias recién incrustadas del propio sistema inmunológico del cuerpo". y los antibióticos sistémicos tienen una eficacia muy baja contra ellos, " él dijo.

"El método actual para prevenir estas infecciones es la administración de antibióticos por vía intravenosa antes y después de la cirugía o la inserción de perlas que contienen antibióticos durante la operación.

“Otro método tradicional es mezclar antibióticos en polvo y polímeros o cerámicas antes de fabricar la mezcla en cemento o implantes para insertarlos en el cuerpo.

"El problema aquí es que muchos antibióticos de uso común tienen una actividad reducida cuando se exponen a temperaturas elevadas o solventes fuertes durante este proceso de fabricación.

"Nuestra técnica resuelve todos estos problemas porque estos antibióticos conservarán toda su fuerza cuando se carguen desde su solución en andamios ya hechos".

El Dr. Tran dijo que la investigación mostró una estrategia prometedora para aumentar la seguridad quirúrgica del paciente y se está probando en condiciones fisiológicas más complejas, como el tejido humano diseñado en 3-D que han desarrollado otros miembros del Centro de Capacitación Transformacional QUT ARC en Biofabricación Aditiva.

La investigación fue publicada en Ciencia e Ingeniería de Materiales C .