Desarrollan un metal antibacteriano impreso en 3D para implantes quirúrgicos
En el ámbito de la impresión 3D médica, a menudo hablamos del valor de los filamentos de plástico, las resinas de fotopolímero y las tecnologías de silicona que pueden ayudar a la comodidad y la rehabilitación de los pacientes que reciben tratamiento. Sin embargo, un material que no debe pasarse por alto en este campo es el uso de la impresión 3D en metal. El uso de metal en el campo médico es una parte crucial de muchos implantes, cirugías y algunas piezas protésicas que a menudo pueden acompañar a los pacientes durante años o, de hecho, durante toda la vida. Uno de los problemas de las piezas médicas, en general, es la aceptación o el rechazo del material extraño cuando interactúa con el cuerpo humano, lo que provoca efectos secundarios adversos o infecciones. Para combatir más fácilmente estos problemas, investigadores de la Universidad Estatal de Washington (WSU) han anunciado el éxito de su prueba de un metal impreso en 3D diseñado para ser naturalmente antibacteriano, lo que abre la posibilidad de que el material se utilice algún día para implantes quirúrgicos.
Durante las pruebas, el metal impreso en 3D fue capaz de eliminar el 87% de las bacterias causantes de infecciones y pudo hacerlo sin comprometer su función como pieza implantada de un equipo médico; el tejido que lo rodeaba no rechazó el nuevo implante. El equipo de investigadores de la WSU confía en que este avance sirva para controlar la propagación de bacterias durante las intervenciones quirúrgicas de implantes habituales, como los de cadera o rodilla. La proliferación de bacterias y la consiguiente infección durante y después de estas operaciones es la principal causa de rechazo de los implantes. Con materiales resistentes por naturaleza y capaces de eliminar las células bacterianas nocivas, los resultados para muchos podrían mejorar drásticamente.
El titanio se ha utilizado en la creación de objetos médicos fabricados tradicionalmente e impresos en 3D. (Créditos: TrabTech)
El metal estándar más utilizado para las cirugías comunes es el titanio, que no tiene propiedades antibacterianas importantes y se ha utilizado regularmente en la industria médica durante casi medio siglo sin grandes cambios tecnológicos. Esto ha provocado a menudo infecciones postoperatorias debidas a la acumulación de bacterias en el implante. El peligro no sólo se limita al tiempo que uno pasa en la mesa de operaciones, sino que también puede desarrollarse en las semanas o meses siguientes. De hecho, en el peor de los casos, los pacientes pueden verse obligados a volver al quirófano para que les retiren y sustituyan el implante. Sin embargo, el metal fabricado por el equipo de la WSU eliminaría la necesidad de tomar medidas tan drásticas, al tiempo que suprimiría la necesidad de que el paciente ingiriera fármacos antibióticos suplementarios.
A lo largo de tres años, los investigadores estudiaron las propiedades médicas y funcionales del metal impreso en 3D. El material desarrollado por el equipo de la WSU es un conglomerado metálico de titanio, tantalio y cobre. Este último hace que las bacterias mueran al encontrarse con la superficie del metal. Por su parte, el uso de tántalo, resistente a la corrosión, también es capaz de potenciar la conexión y el crecimiento de células y tejidos en la zona implantada.
«Tenemos que encontrar algo en lo que el propio material del dispositivo ofrezca cierta resistencia inherente, algo más que proporcionar un control de infecciones basado en fármacos. Esto es lo que decimos: ¿por qué no cambiar el propio material y tener una respuesta antibacteriana inherente del propio material?». explica el profesor Amit Bandyopadhyay, uno de los investigadores y autores del trabajo de investigación. Su coautora, la profesora Susmita Bose, prosigue: «La mayor ventaja de este tipo de dispositivo multifuncional es que se puede utilizar tanto para el control de infecciones como para una buena integración del tejido óseo. Dado que la infección es un problema tan importante en el mundo quirúrgico actual, si un dispositivo multifuncional puede hacer ambas cosas, no hay nada igual».
El profesor Bandyopadhyay forma parte del equipo de investigación que estudia cómo perfeccionar el desarrollo y las propiedades del metal antibacteriano impreso en 3D. (Créditos: WSU Photo Services)
La investigación sobre el metal impreso en 3D resistente a las bacterias sigue su curso, ya que el equipo espera aumentar las propiedades antibacterianas del metal del 87% al 99%. También desean probar la viabilidad y durabilidad del uso a largo plazo en el mundo real de su metal impreso en 3D para aquellos a los que potencialmente se les pueda colocar el material.
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*Créditos de la foto de portada: WSU Photo Services
