Luces encendidas para los apósitos de heridas sin gérmenes
Hidrogel biomimético con efecto antimicrobiano fotodinámico
Las infecciones son una amenaza temible que puede tener consecuencias fatales después de una operación, en el tratamiento de heridas y durante la ingeniería de tejidos. Los hidrogeles biomiméticos con propiedades antimicrobianas "incorporadas" pueden disminuir significativamente este peligro. En la revista Angewandte Chemie, los científicos han introducido ahora un gel que se activa con la luz roja para producir compuestos de oxígeno reactivos que matan eficazmente las bacterias y los hongos.
© Wiley-VCH
Los hidrogeles son redes de moléculas que mantienen el agua dentro de su red. Los hidrogeles antimicrobianos se pueden producir mezclándolos o uniendo los componentes antimicrobianos a un gel polimérico. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Hebei, Tianjin (China), la Universidad de Radboud, Nijmegen (Holanda), y la Universidad de Queensland, Brisbane (Australia) eligieron una ruta alternativa y usaron la quimioterapia antimicrobiana fotodinámica como su modelo. En esta técnica, los fotosensibilizadores entran en un estado de excitación cuando son irradiados con la luz. A través de una transición no radiactiva, el fotosensibilizador entra en un estado de excitación diferente y de larga duración. La transición puede transferir energía a las moléculas de oxígeno, formando especies de oxígeno altamente reactivas que matan a los microbios.
Hasta la fecha, los geles sintéticos con actividad antimicrobiana fotodinámica no han sido ni biocompatibles ni biodegradables. Los productos de origen biológico, en cambio, albergan el riesgo de contaminación o de reacciones inmunitarias y ofrecen resultados difíciles de reproducir. El equipo dirigido por Chengfen Xing superó este desafío utilizando hidrogeles totalmente sintéticos con propiedades biomiméticas, que son propiedades que imitan los sistemas biológicos. Seleccionaron un polímero con una espina dorsal helicoidal (poliisocianuro con cadenas de etilenglicol injertadas) que forma hidrogeles porosos y altamente biocompatibles con una arquitectura similar a la de los hilos que se asemeja a las estructuras y propiedades mecánicas de los biogeles basados en el colágeno y la fibrina.
Los investigadores combinaron este tipo de hidrogel con un fotosensibilizante basado en un polietileno. En la solución forma grupos desordenados y absorbe la luz violeta. La incorporación en las regiones en forma de espiral del hidrogel fuerza a los polietiofenos a una configuración recta y lineal. En esta forma, la absorción es significativamente más fuerte y se desplaza a la región roja del espectro. Esto es preferible porque la luz roja puede penetrar más profundamente y causa menos blanqueamiento del pigmento.
De esta manera, los investigadores obtuvieron un gel con un destacado poder antimicrobiano contra bacterias como Escherichia coli y Bacillus subtilis, así como hongos como Candida albicans. Este podría ser un punto de partida para hacer apósitos para heridas con "tapones de infección incorporados". Las ventajas de este método de lucha contra los patógenos: es no invasivo y su efecto es controlable tanto en el lugar como en la duración. Incluso las bacterias resistentes a los antibióticos pueden ser eliminadas y el riesgo de causar nuevas resistencias es mucho menor.
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