Activación de superficies de poliuretano termoplástico en implantes biomédicos
Este estudio fue publicado con el titulo Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity en marzo de 2025 en ACS Applied Bio Materials Volume 8, y fue desarrollado por un equipo de investigadores conformado por Xavier Rodríguez Rodríguez, Adrià López-Cano, Karla Mayolo-Deloisa, Oscar Q. Pich, Paula Bierge, Nora Ventosa, Cristina García-de-la-Maria, José M. Miró, Oriol Gasch, Jaume Veciana, Judith Guasch, Anna Arís, Elena Garcia-Fruitós, Imma Ratera y los investigadores de FUNCATH.
Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity
Las infecciones asociadas a los implantes médicos son un grave problema de salud. Un nuevo estudio, parte de un proyecto financiado por La Marató de TV3, presenta una modificación química del poliuretano termoplástico (TPU) con una proteína antimicrobiana que reduce la formación de biopelículas de bacterias multirresistentes, ofreciendo una alternativa a los antibióticos y a los recubrimientos metálicos en estos dispositivos.
El equipo de investigadores ha desarrollado una nueva estrategia para modificar químicamente el TPU, un material ampliamente utilizado en dispositivos médicos, con el objetivo de dotarlo de propiedades antibacterianas y prevenir infecciones asociadas a los implantes biomédicos. Esta innovación podría suponer un avance significativo en la seguridad y durabilidad de los implantes médicos.
El estudio, liderado por Imma Ratera, investigadora del grup Nanomol-Bio del ICMAB-CSIC y del CIBER-BBN, y publicado recientemente en ACS Applied Bio Materials, describe cómo la modificación química de la superficie del TPU y la estrategia de monocapa de moléculas ensambladas son clave para permitir el anclaje de la proteína recombinante humana α-defensina 5 (HD5).
Esta funcionalización específica de la superficie del material favorece la interacción con la proteína antimicrobiana e inhibe eficazmente la formación de biopelículas bacterianas. La modificación de la superficie se ha logrado mediante un proceso en tres etapas:
- La activación del TPU con hexametileno diisocianato (HDI).
- La reacción interfacial con derivados de polietilenglicol (PEG)
- Finalmente, una reacción click entre la monocapa ensamblada con terminación PEG-maleimida y la proteína HD5.
El material ha sido caracterizado con técnicas avanzadas de ciencia de superficies, confirmando su eficacia antibacteriana. Los resultados muestran una reducción significativa en la formación de biopelículas de bacterias grampositivas y gramnegativas resistentes, como Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) y Staphylococcus epidermidis resistente a la meticilina (MRSE).
Esta tecnología ofrece una alternativa prometedora a los antibióticos y metales como la plata, abordando el problema de la resistencia antimicrobiana en dispositivos médicos implantables. El descubrimiento abre nuevas vías para el desarrollo de superficies antimicrobianas en dispositivos médicos, con gran potencial para mejorar los resultados clínicos y reducir los costos sanitarios asociados a infecciones hospitalarias.
El estudio ha sido desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y del Centro de Investigación Biomédica en Red – Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), en colaboración con el Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA), el Hospital Clínic-Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) con el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Infecciosas (CIBER-INFEC) y el Hospital Universitario Parc Taulí.
La caracterización por luminiscencia de las superficies modificadas del TPU se ha realizado en la Unidad 6 de la ICTS de Nanbiosis, especializada en la preparación y caracterización de biomateriales nanoestructurados.
Puedes acceder a este documento en ACS Applied Bio Materials, haciendo clic aquí.
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