El biomaterial multifuncional previene la infección bacteriana

Crédito: Universidad Tecnológica de Eindhoven

Moniek Schmitz desarrolló una forma rápida y factible de probar nuevos biomateriales multifuncionales que previenen el crecimiento bacteriano y reducen el uso de antibióticos.

Un problema importante con el uso de biomateriales es que pueden ocurrir infecciones. El ingeniero biomédico Moniek Schmitz desarrolló varios recubrimientos para estimular una mejor interacción entre el biomaterial y el propio tejido del cuerpo, pero también para prevenir el crecimiento bacteriano. Para acelerar la búsqueda del biomaterial multifuncional ideal, estableció un método de detección para probar hasta cientos de combinaciones de materiales simultáneamente. Schmitz defendió su tesis doctoral en el departamento de Ingeniería Biomédica el 15 de febrero.

Implantes dentales, apósitos para heridas, caderas artificiales, stents, lentes de contacto; el uso de biomateriales en el cuidado de la salud es extenso. Estos materiales a menudo se implantan para reemplazar o reparar el tejido dañado. Pero mientras que un biomaterial debe principalmente proporcionar refuerzo, también se está volviendo cada vez más importante que el material no induzca una reacción inflamatoria en el cuerpo humano, explica Ph.D. estudiante Moniek Schmitz.

Números alarmantes

«Tal infección asociada con el biomaterial podría ocurrir inmediatamente después de la implantación porque el material o el entorno no son completamente estériles. Pero una infección relativamente inofensiva en otro lugar en el cuerpo también puede causar problemas años más tarde. A través del torrente sanguíneo, los patógenos aún pueden desencadenar una infección en el tejido que rodea el biomaterial o en su superficie».

Las infecciones asociadas con biomateriales actualmente se tratan con antibióticos para matar las bacterias y curar la infección. A menudo, también se administran antibióticos de manera preventiva durante la implantación para prevenir infecciones. Según Schmitz, esto debe cambiar. «Cada vez hay más bacterias multirresistentes. Según estimaciones recientes de las Naciones Unidas, el número de muertes por resistencia a los antibióticos llegará a unos diez millones al año para 2050, cifras alarmantes».

Reducir los antibióticos uso, Schmitz y sus colegas han estado buscando formas innovadoras para combatir estas infecciones. Con nuevos biomateriales multifuncionales. «Estos materiales no solo deben realizar la función para la que fueron específicamente desarrollados, sino también estimular la integración con el cuerpo y matar los patógenos en y alrededor del biomaterial».

Cadena de cubos

Para ello, Schmitz utilizó biomateriales supramoleculares, construidos como una especie de cadena de diferentes cubos unidos entre sí. Los diferentes cubos proporcionan diferentes propiedades del material y, por lo tanto, se pueden ajustar tanto las propiedades mecánicas como las biológicas.

Todos los biomateriales de Schmitz se basan en la molécula supramolecular ureido-pirimidinona. En varios estudios, desarrolló un recubrimiento que hace que las células del cuerpo se adhieran mejor al material, y un recubrimiento que resultó eficaz para eliminar las bacterias en la superficie del implante.

Biblioteca de moléculas

A un buen primer paso, cree Schmitz, pero como su Ph.D. A medida que avanzaba la investigación, vio que su enfoque paso a paso no era el método más apropiado para reducir de manera eficiente las infecciones complejas asociadas a biomateriales.

«Estamos tratando con diferentes escalas de tiempo, diferentes materiales y células de humanos y bacterias. Eso es mucho más complejo que un recubrimiento que se enfoca en un aspecto. Sin duda, hemos obtenido conocimientos fundamentales de esto, pero en última instancia, queremos desarrollar un biomaterial multifuncional lo antes posible.

El método de detección que Schmitz Luego, la configuración permite probar cientos de combinaciones de materiales simultáneamente, lo que espera que impulse la investigación de biomateriales. Para hacerlo, imprimió en un portaobjetos de microscopio una biblioteca de moléculas, todas con diferentes propiedades.

«Estas evaluaciones de alto rendimiento permiten un progreso rápido, factible y necesario, en el desarrollo y prueba de nuevos biomateriales multifuncionales.

Moniek Schmitz defendió su tesis doctoral, titulada «Supramolecular Antimicrobial Biomateri alsFrom Molecular Design to Screening» el 15 de febrero.

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Acercando las células para formar nuevos tejidos Más información: Biomateriales supramoleculares antimicrobianos: del diseño molecular al cribado: research.tue.nl/files/19516588 … 20215_Schmitz_hf.pdf Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Eindhoven Cita: El biomaterial multifuncional previene la infección bacteriana (2022, 17 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-multifuncional- biomaterial-bacterial-infection.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.