Nuevas vías para impedir la infección de dispositivos médicos implantables.
Los microorganismos cuando crecen dentro de una biopelícula muestran características diferentes a las que se desarrollan cuando viven en estado planctónico. Una de las características más importantes es su mayor tolerancia (o resistencia) a los antimicrobianos (incluidos los desinfectantes) pudiendo oscilar entre 100 y 1000 veces más que en sus homólogos planctónicos. Staphylococcus epidermidis es uno de los agentes etiológicos más importantes en las infecciones asociadas a materiales biomédicos debido a su alta capacidad para adherirse y formar biopelículas en la superficie de estos dispositivos médicos permanentes. Debido a la alta resistencia a los antibióticos existentes, es necesario evaluar otras opciones.
Como alternativa al uso o recubrimiento con antibióticos u otras sustancias susceptibles de desarrollar resistencias, se ha evaluando la influencia de la rugosidad a escala nanométrica utilizando patrones de superficie microtopográficos espacialmente organizados. Se ha estudiado su efecto sobre la adhesión bacteriana y la posterior formación de biopelículas con el fin de impedir la infección por patógenos oportunistas del género Staphylococcus, responsables de las infecciones asociadas a biofilms sobre los dispositivos.
Los resultados con estos nuevos patrones demostraron que la adherencia inicial a estas superficies está dirigida hacia la maximización de los puntos/áreas de contacto celular. Es decir, las células bacterianas eligen activamente su posición inicial para establecerse en estos patrones de superficie organizados que contienen características verticales con escala nanométrica (es decir, significativamente más pequeñas que el tamaño de las bacterias). Se observa como las células bacterianas se adhieren preferiblemente a las esquinas cuadradas y a las paredes convexas de las características de la superficie en lugar de a paredes planas o cóncavas sobresalientes con las mismas características. Además, y altamente importante, todos los patrones de superficies investigados producen una reducción significativa en la adhesión bacteriana (40 - 95%) y en la formación de biopelículas (22 - 58%) según especies.
Esta importante observación no se ha podido relacionar con restricciones físicas o cambios en la hidrofobicidad de la superficie. Es evidente que otras causas, como las energías de interacción inducidas por la rugosidad superficial a nanoescala, podrían estar controlando el proceso de adhesión bacteriana y la formación de biopelículas en superficies con topografía bien definida a nanoescala.
Este es un primer paso para demostrar que las topografías de ingeniería con rugosidad a escala nanométrica son tan efectivas en la inhibición de la adhesión bacteriana y la colonización como las que tienen rugosidad superficial a microescala. Aún se necesitan más estudios para extraer conclusiones más definitivas, pero colectivamente, los resultados presentados en este estudio contribuyen a nuestra comprensión de un campo experimental en gran parte inexplorado. El saber cómo las células bacterianas responden a topografías diseñadas con rugosidad superficial a nanoescala podrá ayudar a desarrollar nuevos materiales, que controlen eficazmente la adhesión bacteriana y la formación de biopelículas en ausencia de agentes antimicrobianos responsables de resistencias, para una amplia gama de aplicaciones biomédicas e industriales.
Artículo completo "Bacterial response to spatially organized microtopographic surface patterns with nanometer scale roughness". https://authors.elsevier.com/c/1X6Jl3IyxDpUtz