Un equip d’investigadors ha desenvolupat una nova estratègia per modificar químicament el poliuretà termoplàstic (TPU), un material àmpliament utilitzat en dispositius mèdics, amb l'objectiu de dotar-lo de propietats antibacterianes i prevenir infeccions associades als implants biomèdics. Aquesta innovació podria suposar un avenç significatiu en la seguretat i durabilitat dels implants mèdics. L’estudi s’emmarca dins d’un projecte finançat per La Marató de TV3.
L’estudi, liderat per Imma Ratera, de l'ICMAB-CSIC i el CIBER-BBN, i que ha comptat amb la participació de Josep M Miró i Cristina Garcia-de-la-Maria del grup de recerca Endocarditis. Infeccions cardiovasculars. Model experimental de l’IDIBAPS, ha estat publicat recentment a ACS Applied Bio Materials. En ell es descriu com la modificació química de la superfície del TPU i l’estratègia de monocapa de molècules assemblades és clau per permetre l’ancoratge de la proteïna recombinant humana α-defensina 5 (HD5).
Aquesta funcionalització específica de la superfície del material afavoreix la interacció amb la proteïna antimicrobiana i, en conseqüència, inhibeix de manera efectiva la formació de biofilms bacterians. La modificació de la superfície s’ha aconseguit mitjançant un procés en tres etapes: activació del TPU amb hexametilè diisocianat (HDI), reacció interfacial amb derivats de polietilenglicol (PEG) i finalment, una reacció click entre la monocapa assemblada amb terminació PEG-maleïmida i la proteïna HD5.
El material ha estat caracteritzat amb tècniques de ciència de superfícies avançades, confirmant-ne l’eficàcia antibacteriana. Els resultats mostren una reducció significativa de la formació de biofilms de bacteris gram-positius i gram-negatius resistents com Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus resistent a la meticil·lina (MRSA) i Staphylococcus epidermidis resistent a la meticil·lina (MRSE).
Aquesta tecnologia representa una alternativa prometedora als antibiòtics i metalls com la plata, i contribueix a combatre la resistència antimicrobiana en dispositius mèdics implantables. “Aquest avenç pot suposar un canvi en la prevenció d’infeccions en implants mèdics, reduint complicacions i millorant la seguretat dels pacients”, afirma Ratera.
Aquest descobriment obre noves vies per al desenvolupament de superfícies antimicrobianes en dispositius mèdics, amb un gran potencial per millorar els resultats clínics i reduir els costos sanitaris associats a infeccions hospitalàries.
L’estudi ha estat desenvolupat per investigadors de l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) i del Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa – Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), en col·laboració amb l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), el Clínic-IDIBAPS amb el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa en Malalties Infeccioses (CIBER-INFEC) i l'Hospital Universitari Parc Taulí.
Article de referència:
Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity
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, the FUNCATH investigators. ACS Applied Bio Materials, 20 Feb 2025. DOI: 10.1021/acsabm.4c00732
