La nueva tecnología del oro puede esterilizar implantes y combatir infecciones

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia han desarrollado un nuevo método para esterilizar implantes médicos utilizando nanobarras de oro.

Esta tecnología utiliza pequeñas varillas de oro calentadas con luz infrarroja cercana (NIR) para matar las bacterias en la superficie de los implantes, como los reemplazos de rodilla o cadera.

Los hallazgos, publicados en Nano letraspodría suponer un avance significativo en la lucha contra la resistencia a los antibióticos.

Cuando se colocan materiales extraños, como implantes, en el cuerpo, aumenta el riesgo de infección.

Estas infecciones son difíciles de tratar porque el sistema inmunológico del cuerpo está debilitado por la presencia del implante.

Como resultado, los pacientes a menudo requieren tratamientos con antibióticos a largo plazo, lo que puede contribuir al aumento de la resistencia a los antibióticos, una creciente amenaza para la salud mundial, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Para abordar esto, los investigadores de Chalmers han desarrollado un método que une nanovarillas de oro, de sólo unos pocos nanómetros de tamaño, a la superficie de la planta. Cuando se exponen a la luz NIR, estos nanorods se calientan como pequeñas sartenes, matando cualquier bacteria presente sin dañar los tejidos circundantes.

«Las barras de oro absorben la luz y los electrones en su interior comienzan a moverse, generando calor. Luego, las bacterias se «fritan» hasta morir», explicó Maja Uusitalo, estudiante de doctorado y autora principal del estudio.

La luz NIR es invisible para el ojo humano, pero puede penetrar el tejido humano, lo que permite a los médicos calentar las nanobarras de un implante incluso después de haberlo insertado en el cuerpo.

Las varillas de oro cubren sólo alrededor del 10% de la superficie del implante, preservando las propiedades esenciales del implante, como su capacidad para fusionarse con el hueso.

La clave de esta tecnología es conseguir el tamaño correcto de las nanobarras. Si son demasiado grandes o demasiado pequeños, no absorben la longitud de onda de luz correcta necesaria para penetrar la piel y calentar las varillas de forma eficaz.

Para comprender cómo las nanobarras de oro afectan a las bacterias y a las células humanas, los investigadores necesitaban medir la temperatura de las varillas con precisión.

Los termómetros normales son demasiado grandes para medir algo tan pequeño, por lo que el equipo utilizó rayos X para observar cómo se mueven los átomos de oro. Esta técnica les permitió monitorear y controlar la temperatura de las nanobarras.

Las barras deben permanecer por debajo de los 120°C porque las temperaturas más altas pueden hacer que pierdan su forma y eficacia. Si las varillas se transforman en esferas, ya no podrán absorber la luz NIR como deberían, lo que las hará inútiles para la esterilización.

Uno de los principales beneficios de la tecnología es que sólo se activa cuando se aplica luz NIR. Esto permite a los médicos controlar cuándo la superficie del implante debe ser antibacteriana, evitando efectos negativos en el proceso de curación.

«Creemos que esta tecnología se puede utilizar para calentar las nanobarras de oro poco después de colocar el implante y cerrar la herida, matando cualquier bacteria que pueda haberse asentado durante la cirugía», dijo Martin Andersson, líder de investigación en Chalmers.

Si bien algunas células humanas pueden dañarse durante el calentamiento, Andersson señaló que el cuerpo las reemplaza rápidamente, minimizando cualquier impacto en la curación.

El equipo de investigación de Chalmers espera llevar esta tecnología a la atención sanitaria, ayudando a crear implantes más seguros y reduciendo la necesidad de antibióticos en las cirugías.