La cirugía provocada por accidentes automovilísticos, heridas de combate, tratamiento del cáncer y otras afecciones puede provocar infecciones óseas que son difíciles de tratar y pueden retrasar la curación hasta que se resuelven. Ahora, los investigadores han desarrollado un hidrogel de doble función que ataca albacterias y estimula el crecimiento óseo con una sola aplicación que contiene dos componentes activos.
El hidrogel inyectable, que es una red de cadenas poliméricas reticuladas, contiene la enzima lisostafina y la proteína regeneradora ósea BMP-2. En un nuevo estudio que utilizó un modelo de animal pequeño, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia mostraron resultados significativosreducción de una infección causada por Staphylococcus aureus, una infección común en la cirugía ortopédica, junto con la regeneración dentro de grandes defectos óseos.
"El tratamiento de las infecciones óseas ahora a menudo requiere dos cirugías para eliminar la infección y curar el hueso lesionado", dijo Andrés J. García, director ejecutivo del Instituto Parker H. Petit de Bioingeniería y Biociencias del Instituto de Tecnología de Georgia."Nuestra idea era desarrollar un material bifuncional que hiciera ambas cosas en un solo paso. Eso sería mejor para el paciente, costaría menos y reduciría el tiempo de hospitalización. Hemos demostrado que podemos diseñar el hidrogel para controlar la entrega y liberación de ambosla enzima antimicrobiana y la proteína regenerativa. "
La terapia basada en hidrogel podría usarse para tratar infecciones óseas establecidas y como profiláctico durante la cirugía para prevenir infecciones. El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud, se publicó el 17 de mayo en la revista avances científicos .
Las infecciones óseas en la actualidad a menudo se tratan con antibióticos sistémicos y cirugía para limpiar la lesión. Si la infección se presenta con implantes, a menudo deben eliminarse. Una vez que la infección desaparece, es posible que se requiera cirugía adicional para implantar proteínas que estimulan el crecimiento óseorestaurar el implante. Y las bacterias muertas pueden provocar una reacción inflamatoria dañina.
García y sus colaboradores, incluido el primer autor Christopher Johnson, eligieron la lisostafina, una enzima que mata las bacterias al escindir las paredes celulares sin generar inflamación. La enzima sigue funcionando dentro del hidrogel después de que se polimeriza.
"Con esta estrategia, podemos deshacernos de las bacterias de tal manera que el cuerpo restablezca un ambiente inflamatorio normal que permita que el hueso sane", dijo García. "El uso de lisostafina se ha visto limitado por la poca estabilidad internael cuerpo, pero en el gel, puede mantener la estabilidad durante al menos dos semanas. Eso permite una liberación controlada durante un período de tiempo más largo, que es suficiente para lo que estamos tratando de hacer ".
Más allá de tratar infecciones, la nueva técnica podría usarse para prevenir infecciones durante la cirugía. Por ejemplo, si se inserta un tornillo para reparar una lesión, el hidrogel podría aplicarse a las roscas del tornillo. El gel blando no afectaría la reparación.
El siguiente paso en la investigación sería repetir el estudio en animales grandes, después de lo cual se podrían considerar ensayos clínicos si el material resulta prometedor.
"Los mecanismos utilizados para combatir la infección dependen de la especie", señaló García. "Por eso es tan importante repetir los estudios en un animal grande después de probarlos en ratones o ratas. Mostrar eficacia en un modelo animal grande sería unapaso clave hacia los ensayos en humanos ".
El material de hidrogel se ha utilizado antes en el cuerpo humano y está diseñado para abandonar rápidamente el sitio de tratamiento. "El hidrogel se descompone en pequeños bloques de construcción que se excretan en la orina", dijo García. "Después de varias semanas, hayno queda material sintético en el cuerpo y es reemplazado por tejido curativo normal. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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