El selenio es un elemento económico que pertenece naturalmente al cuerpo. También se sabe que combate las bacterias. Todavía, no se había probado como recubrimiento antibiótico en un material de dispositivo médico. En un nuevo estudio, Los ingenieros de la Universidad de Brown informan que cuando usaron nanopartículas de selenio para revestir policarbonato, el material de catéteres y tubos endotraqueales, Los resultados fueron reducciones significativas en las poblaciones cultivadas de Staphylococcus aureus bacterias a veces hasta en un 90 por ciento.

"Queremos evitar que las bacterias generen una biopelícula, "dijo Thomas Webster, profesor de ingeniería y ortopedia, que estudia cómo la nanotecnología puede mejorar los implantes médicos. Él es el autor principal del artículo, publicado en línea esta semana en el Revista de investigación de materiales biomédicos A .

Las biopelículas son colonias de bacterias notoriamente difíciles de tratar porque a menudo son capaces de resistir a los antibióticos.

"Cuanto más podamos retrasar o inhibir por completo la formación de estas colonias, es más probable que su sistema inmunológico los elimine, Webster dijo:"Ponerse selenio allí podría ganar más tiempo para mantener un tubo endotraqueal en un paciente".

Mientras tanto, Webster dijo:porque el selenio es en realidad un nutriente recomendado, debe ser inofensivo para el cuerpo a las concentraciones que se encuentran en los recubrimientos. También, es mucho menos costoso que la plata, un material menos biocompatible que es el estado actual de la técnica para recubrimientos de dispositivos médicos antibacterianos.

Webster ha estado investigando nanopartículas de selenio durante años, sobre todo por sus posibles efectos anticancerígenos. Cuando comenzó a observar sus propiedades antibióticas, consultó con la pediatra del Hasbro Children's Hospital Keiko Tarquinio, profesor asistente de pediatría, que ha estado ansioso por encontrar formas de reducir las biopelículas en los implantes.

Estudiar el selenio

Para este estudio, Webster y el primer autor Qi Wang cultivaron nanopartículas de selenio de dos rangos de tamaño diferentes y luego usaron soluciones de ellas para recubrir piezas de policarbonato usando un proceso simple. En algunos de los policarbonatos, luego aplicaron y arrancaron la cinta no solo para probar la durabilidad de los recubrimientos, sino también para ver cómo se comportaría una concentración degradada de selenio contra las bacterias.

En policarbonato recubierto, tanto las piezas originalmente recubiertas como las probadas con cinta, Wang y Webster usaron microscopios de fuerza atómica y electrónica para medir la concentración de nanopartículas y cuánta superficie de selenio estaba expuesta para interactuar con las bacterias.

Uno de sus hallazgos fue que después de la prueba de la cinta, las nanopartículas más pequeñas se adhirieron mejor al policarbonato que las más grandes.

Entonces estaban listos para el paso clave:experimentos que expusieron bacterias estafilococos cultivadas a piezas de policarbonato, algunos de los cuales se dejaron sin revestir como controles. Entre las piezas recubiertas, algunos tenían las nanopartículas más grandes y algunos tenían las más pequeñas. Algunos de cada uno de esos grupos habían sido degradados por la cinta, y otros no.

Los cuatro tipos de recubrimientos de selenio demostraron ser efectivos para reducir las poblaciones de estafilococos después de 24, 48, y 72 horas en comparación con los controles sin recubrimiento. Los efectos más potentes (reducciones superiores al 90 por ciento después de 24 horas y hasta un 85 por ciento después de 72 horas) provinieron de recubrimientos de cualquier rango de tamaño de partícula que no habían sido degradados por la cinta. Entre los recubrimientos que habían sido sometidos a la prueba de cinta, los recubrimientos de nanopartículas más pequeñas demostraron ser más efectivos.

Las poblaciones de estafilococos expuestas a cualquiera de las piezas de policarbonato revestidas alcanzaron su punto máximo en el plazo de 48 horas, quizás porque es entonces cuando las bacterias podrían aprovechar al máximo el medio de cultivo in vitro. Pero los niveles siempre caían drásticamente a las 72 horas.

El siguiente paso, Webster dijo:es comenzar a realizar pruebas en animales. Tales experimentos in vivo, él dijo, probará los recubrimientos de selenio en un contexto en el que las bacterias tienen más alimentos disponibles, pero también enfrentarán una respuesta del sistema inmunológico.

En última instancia, los resultados pueden tener relevancia comercial. Antiguos estudiantes de posgrado desarrollaron un plan de negocios para los recubrimientos de nanopartículas de selenio mientras estaban en la escuela y desde entonces han obtenido la licencia de la tecnología de Brown para su empresa. Tecnologías Axena.