• Superfícies nano-estructurades bacteriofòbiques

Dimarts, 13 Juliol, 2021
IQS Tech Transfer

Dr. Salvador Borrós i Dra. Cristina Garcia 

Un 80% de les infeccions detectades en el tracte urinari estan relacionades amb la utilització d’un catèter urinari, infeccions que poden arribar a ser persistents o cròniques en períodes prolongats d’ús dels mateixos. Existeixen dos tipus de tractaments d’aquestes infeccions: mitjançant antibiòtics, amb el problema de la resistència dels bacteris als mateixos, o amb rentats dels catèters amb sèrum salí. Malgrat tot, persisteix el problema de la colonització dels bacteris, ja que aquests són capaços d’adherir-se  a la superfície del catèter i romandre en allà, convertint-se aquest en un reservori bacterià.

Existeixen a la Natura exemples de superfícies súper-hidrofòbiques, tant en animals com en plantes, amb topografies nano-estructurades que aconsegueixen evitar l’adhesió de bacteris sobre d’elles. La plata, per altra banda, és un element que permet obtenir diferents superfícies amb aquest tipus de propietats. Per tant, en una aproximació bio-inspirada, la solució sembla estar en utilitzar una superfície micro- i nano-estructurada amb recobriment de plata.

En aquest context, la Dra. Cristina Garcia Bonillo va defensar la seva tesi doctoral a IQS, amb el títol  Nanostructured silver-based bacteriophobic surfaces against catheter-associated urinary tract infections. La tesi va ser realitzada en el Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT – d’IQS School of Engineering, sota la direcció del Dr. Salvador Borrós i amb la col·laboració de l’empresa Tractivus, spin-off d’IQS. La tesi doctoral ha estat realitzada dins del Pla de Doctorats Industrials de la Generalitat de Catalunya, en modalitat de cofinançament entre l’empresa Laboratoris Rubió i IQS School of Engineering (Universitat Ramon Llull).

Catèter urinari bacteriofòbic

En aquesta tesi s’ha desenvolupat un catèter urinari tipus Foley amb característiques bacteriofòbiques. El catèter està basat en un recobriment super-hidrofòbic micro- i nano-estructurat, amb una topografia especifica i recobert per una pel·lícula de plata metàl·lica homogènia.  Aquesta pel·lícula crea un ambient incòmode per als bacteris, evitant la seva adhesió a la superfície, però sense provocar cap efecte sobre el creixement bacterià, el que beneficia al pacient en protegir la seva microbiota.

Per tal d’aconseguir-ho, es van generar un conjunt de recobriments nano-estructurats super-hidrofòbics, basats en diferents polímers amb base de metacrilat de pentafluorofenilo polimeritzat amb plasma (pp-PFM) i polidopamina (PDA), recoberts amb una fina pel·lícula de plata metàl·lica. Aquestes estructures són capaces d’adaptar-se a la morfologia del catèter urinari i al seu moviment, sense deslaminar-se ni trencar-se. Tots ells van mostrar una reducció en l’adhesió bacteriana d’entre quatre i sis ordres de magnitud respecte al polidimetilsiloxà (PDMS) sense recobrir, així com capacitat per repel·lir l’adhesió de proteïnes en assajos in vitro.

El recobriment basat en PDA-plata va ser el seleccionat per tal de ser implementat en el prototip del catèter urinari. Aquest recobriment va aconseguir mantenir l’efecte bacteriofòbic durant trenta dies en les proves realitzades in vitro, amb assajos d’ús simulat en condicions de flux i estàtiques, utilitzant soques bacterianes uropatògenes i aïllats clínics.

Finalment, el catèter ha estat validat in vivo, utilitzant porcs com a model animal cateteritzats durant quinze dies. Durant aquest període, el catèter va poder mantenir la seva adhesió bacteriana dos ordres de magnitud per sota dels catèters estàndards comercials i els catèters comercials amb propietats antimicrobianes, sent així una clara alternativa a les sondes actuals.

Pla de Doctorats Industrials

L’objectiu del Pla de Doctorats Industrials és contribuir a la competitivitat i internacionalització de la indústria catalana, reforçar els instruments per a captar el talent que genera el país i situar els futurs doctors en condicions de desenvolupar projectes R+D+i en una empresa.

L’element essencial del procés de doctorat industrial és el projecte de recerca de l’empresa o institució on el doctorand desenvolupa la seva formació investigadora amb una universitat o centre de recerca, i que és objecte d’una tesi doctoral. Els doctorats industrials actuen així com a pont de transferència de coneixement i contribueixen a estrènyer les relacions entre el teixit industrial i les universitats i centres de recerca.