Las infecciones bacterianas relacionadas con los implantes médicos suponen una enorme carga para la asistencia sanitaria y causan un gran sufrimiento a los pacientes de todo el mundo. Ahora, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han desarrollado un nuevo método para prevenir tales infecciones, cubriendo un material a base de grafeno con moléculas bactericidas.

"A través de nuestra investigación, hemos logrado unir moléculas antibacterianas insolubles en agua al grafeno, y hacer que las moléculas se liberen de forma controlada, de manera continua desde el material, "dice Santosh Pandit, investigador del Departamento de Biología e Ingeniería Biológica de Chalmers, y primer autor del estudio que se publicó recientemente en Informes científicos .

"Este es un requisito esencial para que el método funcione. La forma en que unimos las moléculas activas al grafeno también es muy simple, y podría integrarse fácilmente en los procesos industriales ".

Ciertas bacterias pueden formar capas superficiales impenetrables, o 'biopelículas, "en implantes quirúrgicos, como implantes dentales y otros implantes ortopédicos, y representan un problema importante para la atención médica a nivel mundial. Las biopelículas son más resistentes que otras bacterias, y, por tanto, las infecciones suelen ser difíciles de tratar, conduciendo a un gran sufrimiento para los pacientes, y en el peor de los casos, necesitando la remoción o reemplazo de los implantes. Además de los efectos en los pacientes, esto implica grandes costos para los proveedores de atención médica.

El grafeno es adecuado como material de fijación.

Hay una variedad de insolubles en agua, o hidrofóbico, fármacos y moléculas que pueden utilizarse por sus propiedades antibacterianas. Pero para que se utilicen en el cuerpo, deben estar adheridos a un material, que puede ser difícil y laborioso de fabricar.

"El grafeno ofrece aquí un gran potencial para la interacción con moléculas o fármacos hidrófobos, y cuando creamos nuestro nuevo material, hicimos uso de estas propiedades. El proceso de unión de las moléculas antibacterianas se lleva a cabo con la ayuda de ultrasonidos, "dice Santosh Pandit.

En el estudio, el material de grafeno estaba cubierto con ácido úsnico, que se extrae de los líquenes, por ejemplo liquen fruticoso. Investigaciones anteriores han demostrado que el ácido úsnico tiene buenas propiedades bactericidas. Actúa impidiendo que las bacterias formen ácidos nucleicos, especialmente inhibiendo la síntesis de ARN, y así bloqueando la producción de proteínas en la célula.

Un método simple allana el camino para futuros medicamentos

Se probó la resistencia del ácido úsnico a las bacterias patógenas Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, dos culpables comunes de la formación de biopelículas en implantes médicos. El nuevo material de los investigadores mostró una serie de propiedades prometedoras. Además de los resultados exitosos para la integración del ácido úsnico en la superficie del material de grafeno, también observaron que las moléculas de ácido úsnico se liberaban de manera controlada y continua, evitando así la formación de biopelículas en la superficie.

"Aún más importante, Nuestros resultados muestran que el método para unir las moléculas hidrófobas al grafeno es simple. Allana el camino para una protección antibacteriana más eficaz de los productos biomédicos en el futuro. Ahora estamos planificando ensayos en los que exploraremos la unión de otras moléculas y fármacos hidrófobos con un potencial aún mayor para tratar o prevenir diversas infecciones clínicas. "dice Santosh Pandit.