Procesos sonoquímicos impiden la formación de biopelículas

Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus son los microbios polifarmacorresistentes más comunes en el entorno hospitalario. Se han empleado distintas estrategias para evitar la formación de biopelículas, tales como mecanismos biológicos e impregnación de dispositivos médicos con sustancias antibióticas; sin embargo, ninguna de ellas ha resultado eficaz.

El proyecto financiado con fondos europeos NOVO (Novel approaches for prevention and degeneration of pathogenic bacteria biofilms formed on medical devices e.g. catheters) ha utilizado la técnica del ultrasonido (de un único paso, ecológica y barata) para inhibir la formación de biopelículas y obtener materiales y recubrimientos antimicrobianos novedosos. En el caso de los recubrimientos, se estudió la eficacia de nanopartículas inorgánicas, como el óxido de zinc (ZnO) y el fluoruro de magnesio (MgF2), así como de polímeros orgánicos y enzimas.

Se logró recubrir con partículas inorgánicas, como el MgF2, el interior de los catéteres, lo que permitió inhibir en un 70 % la formación de biopelículas. La duración del proceso sonoquímico completo para el recubrimiento de catéteres fue menor de treinta minutos. Además de retener su biocompatibilidad, los catéteres recubiertos con ZnO y MgF2 no se vieron afectados por la esterilización con radiación gamma y óxido de etileno. Cabe destacar que las propiedades del catéter recubierto cumplían con los requisitos de la normativa vigente.

Al recubrir los catéteres de silicona con polímeros orgánicos se redujo la formación de biopelículas de P. aeruginosa y S. aureus. Se optimizaron también las condiciones de modificación para los disolventes orgánicos. Concretamente, el poli(catequina)-trimetoprim y el poli(catequina)-trimetoprim-sulfametoxazol mostraron una inhibición de las biopelículas del más del 80 %.

Los catéteres recubiertos con compuestos fenólicos polimerizados enzimáticamente y nanocápsulas fenólicas arrojaron resultados excelentes. Los análisis demostraron más de un 80 % de actividad contra varias especies bacterianas. El uso de metacrilato de sulfobetaína con nanocápsulas fenólicas aumentó significativamente la inhibición de biopelículas.

De forma paralela, se inmovilizaron enzimas como la celobiosa deshidrogenasa y la acilasa en superficies de catéteres. Se demostró la eficacia de estos recubrimientos para reducir la formación de biopelículas de P. aeruginosa y S. aureus.

Los productos y las técnicas fruto de NOVO para recubrir dispositivos médicos podrían abaratar el coste y reducir la incidencia de las infecciones adquiridas en centros hospitalarios, lo cual contribuye a mejorar la calidad de la atención sanitaria y la calidad de vida de los pacientes. La plataforma tecnológica de NOVO podría utilizarse en aplicaciones no médicas como tuberías del alcantarillado, conductos y membranas para tratamiento de agua. Se espera que ello genere empleo e impulse la economía europea en un sector valorado en varios miles de millones de euros.