Publicado a las 02:15 PM CST en Oct 07,2017 | Actualizado a las 02:15 PM CST en Oct 07,2017


A medida que aumenta el número de cirugías de reemplazo de articulaciones en los EE. UU., también aumentan las preocupaciones por las complicaciones de la infección causada por los así llamados «superbichos» ; bacterias que son resistentes a los antibióticos.

 

Los ingenieros biomédicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte están luchando contra ellos desarrollando nanotecnología incorporada directamente en implantes ortopédicos usando un dispositivo activado por batería para alimentar a un ejército de asesinos de gérmenes microscópicos. Incluso las bacterias resistentes a los antibióticos como el SARM están en la lista de espera para ser eliminadas.

En el Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas del Estado de Carolina del Norte (ISE), uno de los departamentos de ingeniería líder del país especializado en sistemas y procesos avanzados, los investigadores han estado diseñando formas de aplicar una carga eléctrica de baja intensidad a un implante de titanio plateado, liberando iones de plata de baja toxicidad que matan o neutralizan bacterias. La fuente de alimentación, similar a una pila de reloj, puede integrarse en el diseño del implante.

Los fluidos propios del cuerpo actúan como un medio conductor entre la batería y la plata, permitiendo la carga de bajo nivel. La aplicación generalizada del sistema podría dar lugar a un logro histórico en la lucha contra la infección.

La investigación y las pruebas realizadas por el Dr. Rohan Shirwaiker (Profesor Adjunto del ISE y Profesor Adjunto Adjunto de Ingeniería Biomédica) y el candidato a doctorado George Tan han mostrado una disminución del 99% en el crecimiento de bacterias en y alrededor de los implantes después de 24 horas y un ambiente libre de infecciones después de 48 horas. Shirwaiker y Tan también están explorando la posibilidad de una aplicación para teléfonos inteligentes para controlar la fuente de energía y la liberación de iones de plata de forma remota, y realizar un seguimiento de la actividad biofísica alrededor del área del implante.

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La plata es conocida desde hace mucho tiempo por sus propiedades antibacterianas, pero primero debe ionizarse para que sea efectiva «, dijo Shirwaiker, quien ha estado involucrado en la investigación del proyecto desde 2007. El gran avance fue demostrar que un poco de corriente eléctrica a la plata del implante libera las partículas de iones, que se adhieren a las células de las bacterias y las matan o impiden que se repliquen «.

En una conferencia reciente de la American Academy of Orthopedic Surgeons, una presentación de Shirwaiker recibió los máximos honores, nombrándolo Mejor Joven Investigador. Shirwaiker fue el único ingeniero entre los investigadores médicos invitados a mostrar su trabajo. Un estudio realizado en colaboración con el Departamento de Ortopedia de la Universidad de Carolina del Norte para investigar el rendimiento de los prototipos de implantes en ratas está siendo revisado actualmente en una revista biomédica líder.

Lo que estamos explorando ahora es cómo controlar con precisión el nivel de plata que se libera para que no se vean comprometidas las células sanas «, dijo Tan. «Este es un sistema que podría ser incorporado a cualquier tipo de implante quirúrgico.»

Hay más de un millón de cirugías de reemplazo articular que se realizan cada año en los EE. UU. solamente, y los tratamientos para las infecciones posquirúrgicas cuestan al sistema de salud más de $1.6 mil millones anuales.

Las innovaciones en la tecnología microbiana de la plata podrían tener un amplio impacto en la industria de la salud y, al mismo tiempo, mejorar los resultados y la calidad de vida de los pacientes.

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Fuentes & Referencias

hhnmag.comThe Medical Technologies That Are Changing Health Care

medtechintelligence.comEngineering a Silver Bullet to Fight Infection