Un apósito inteligente para combatir las infecciones

Diez entidades asociadas europeas y un colaborador australiano han completado recientemente un proyecto colaborativo prometedor BACTERIOSAFE (Active wound dressings based on biological mimicry). El mismo desarrolló materiales biocompuestos sensibles que pueden revolucionar el tratamiento de las quemaduras.

En una herida infectada, las bacterias secretan toxinas proteicas y enzimas rompiendo la pared celular externa de las células sanas y dañándolas. Los científicos imitaron el comportamiento natural de los patógenos bacterianos produciendo la ruptura de las nanocápsulas de polímero biomimético y la segregación de agentes antimicrobianos y moléculas de señalización colorimétricas. Es decir, este apósito innovador utiliza factores patogénicos para segregar agentes antimicrobianos y señalar las moléculas de las nanocápsulas que están inmovilizadas en la superficie. Entonces, las nanocápsulas sirven como indicadores ópticos simples de la infección bacteriana en las heridas producidas por quemaduras al tiempo que combaten cualquier tipo de infección.

BACTERIOSAFE diseñó diferentes tipos de nanocápsulas y nanopartículas que incluyen vesículas de fosfolípidos y ácidos grasos, sistemas de copolímeros de bloque anfifílicos, nanocápsulas polimerizadas en miniemulsión y nanocápsulas híbridas.

Para inmovilizar las nanocápsulas en materiales no tejidos, se investigaron diferentes métodos incluidos la modificación de la superficie del plasma, el depósito de películas finas «adhesivas» y los hidrogeles unidos a la superficie. Se utilizaron cultivos de células de tejidos para estudiar in vitro el rendimiento biológico de las nanocápsulas inmovilizadas y en suspensión.

BACTERIOSAFE creó más de cuatrocientas variaciones de nanocápsulas y nanopartículas biomiméticas variando la composición química, el espesor de la pared de la cápsula y la carga. Algunos procesos de inmovilización satisfactorios fueron la vaporización de aerosol e impresión por chorro de tinta, el revestimiento por inmersión, la unión electrostática y la integración en capas de hidrogel.

Los estudios microbiológicos detectaron concentraciones inhibitorias mínimas de diferentes antisépticos y actividad hialuronidasa de las colonias bacterianas aisladas en los estudios clínicos. Los estudios de toxicidad investigaron el efecto de la expresión del marcador inflamatorio en las células endoteliales e identificaron los residuos de endotoxinas.

Se realizaron importantes esfuerzos a fin de optimizar la estabilidad de las nanocápsulas. Es por ello que actualmente se dispone de algunos sistemas de nanocápsulas optimizados que han sido validados en una simulación del medio de una herida.

Ya se ha demostrado que el prototipo final sirve como apósito para heridas, al segregar un indicador fluorescente y componentes antimicrobianos cuando se expone a factores citolíticos bacterianos.