Un 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 forma parte de un proyecto financiado por La Marató de TV3.
El estudio, liderado por Imma Ratera, del ICMAB-CSIC y el CIBER-BBN, y que ha contado con la participación de Josep M Miró y Cristina Garcia-de-la-Maria del grupo de investigación Endocarditis. Infecciones cardiovasculares. Modelo experimental del IDIBAPS, ha sido publicado recientemente en ACS Applied Bio Materials. En él se 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: activación del TPU con hexametileno diisocianato (HDI), reacción interfacial con derivados de polietilenglicol (PEG) y, 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 (SARM) y Staphylococcus epidermidis resistente a la meticilina (SERM).
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. “Este avance podría suponer un cambio en la prevención de infecciones en implantes médicos, reduciendo complicaciones y mejorando la seguridad de los pacientes”, afirma Ratera.
Este 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 Clínic-IDIBAPS con el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Infecciosas (CIBER-INFEC) y el Hospital Universitario Parc Taulí.
Artículo de referencia:
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
