• Superficies nanoestructuradas bacteriofóbicas

Martes, 13 Julio, 2021
IQS Tech Transfer

Dr. Salvador Borrós y Dra. Cristina Garcia 

Un 80% de las infecciones detectadas en el tracto urinario están relacionadas con la utilización de un catéter urinario, infecciones que pueden llegar a ser persistentes o crónicas en periodos prolongados de uso de los mismos. Existen dos tipos de tratamientos de estas infecciones: o mediante antibióticos, que presentan el problema de la resistencia de las bacterias a los mismos, o con el lavado de los catéteres con suero salino. Sin embargo, persiste el problema de colonización de las bacterias ya que éstas son capaces de adherirse a la superficie del catéter y permanecer allí, convirtiéndose éste en un reservorio bacteriano.

Existen en la Naturaleza ejemplos de superficies súper-hidrofóbicas, tanto en plantas como en animales, con topografías nano-estructuradas que consiguen evitar la adhesión de bacterias sobre ellas. La plata, por otro lado, es un elemento que permite obtener diferentes superficies con este tipo de propiedades, Así, en una aproximación bio-inspirada, la solución parece estar en utilizar una superficie micro- y nano-estructurada con recubrimientos de plata.

En este contexto, la Dra. Cristina García Bonillo defendió su tesis doctoral en IQS, con el título Nanostructured silver-based bacteriophobic surfaces against catheter-associated urinary tract infections, realizada en el Grupo de Ingenieria de Materiales – GEMAT – de IQS School of Engineering bajo la dirección del Dr. Salvador Borrós, y que ha contado con la colaboración de la empresa Tractivus, spin-off de IQS. La tesis doctoral ha sido realizada dentro del Plan de Doctorados Industriales de la Generalitat de Catalunya, en modalidad de cofinanciación entre la empresa Laboratorios Rubió  e IQS School of Engineering (Universidad Ramon Llull).

Catéter urinario bacteriofóbico

En esta tesis se ha desarrollado un catéter urinario tipo Foley con características bacteriofóbicas. El catéter está basado en un recubrimiento super-hidrofóbico micro- y nano-estructurado con una topografía específica y recubierto por una película de plata metálica homogénea. Esta película crea un ambiente incómodo para las bacterias, evitando su adhesión a la superficie, pero sin provocar ningún efecto sobre el crecimiento bacteriano, lo que beneficia al paciente al proteger su propia microbiota.

Para conseguirlo, se generaron un conjunto de recubrimientos nano-estructurados super-hidrofóbicos basados en diferentes polímeros con base de metacrilato de pentafluorofenilo polimerizado por plasma (pp-PFM) y polidopamina (PDA), recubiertos con una fina película de plata metálica. Estas estructuras son capaces de adaptarse a la morfología del catéter urinario y a su movimiento sin deslaminarse ni romperse. Todos ellos mostraron una reducción en la adhesión bacteriana de entre cuatro y seis órdenes de magnitud con respecto al polidimetilsiloxano (PDMS) sin recubrir, así como capacidad para repeler la adhesión de proteínas en ensayos in vitro.

El recubrimiento basado en PDA-plata fue el seleccionado para ser implementado en el prototipo del catéter urinario. Este recubrimiento consiguió mantener el efecto bacteriofóbico durante treinta días en las pruebas realizadas in vitro, con ensayos de uso simulado en condiciones de flujo y estáticas, utilizando cepas bacterianas uropatógenas y aislados clínicos.

Finalmente, el catéter ha sido validado in vivo utilizando cerdos como modelo animal cateterizados durante quince días. Durante este período, el catéter pudo mantener la adhesión bacteriana dos órdenes de magnitud por debajo de los catéteres estándar comerciales y los catéteres comerciales con propiedades antimicrobianas, siendo así una clara alternativa a las sondas actuales.

Plan de Doctorados Industriales

El objetivo del Plan de Doctorados Industriales es contribuir a la competitividad e internacionalización de la industria catalana, reforzar los instrumentos para captar el talento que genera el país y situar a los futuros doctores en condiciones de desarrollar proyectos de I+D+i en una empresa.

El elemento esencial del proceso de doctorado industrial es el proyecto de investigación de la empresa o institución en la que el doctorando desarrolla su formación investigadora, en colaboración con una universidad o centro de investigación, y que es objeto de una tesis doctoral. Los doctorados industriales actúan, así, como puente de transferencia de conocimiento y contribuyen a estrechar las relaciones entre el tejido industrial y las universidades y centros de investigación.