Andamios de CaP funcionalizados con compuestos antimicrobianos para favorecer la reparación ósea in vivo

Abstract

[ES] El creciente número de prótesis utilizadas en la medicina moderna ha mejorado la calidad de vida de muchos pacientes, sin embargo, han surgido nuevos problemas como consecuencia de su uso. Las tasas de infecciones relacionadas con los implantes, aunque generalmente son bajas, afectan a un gran numero de pacientes debido al creciente número de implantes usados; generando un aumento de la morbimortalidad y de los costos asociados debido a la necesidad de terapias antibióticas prolongadas, nuevos procedimientos quirúrgicos y hospitalización. Hoy en día, las infecciones bacterianas siguen siendo un problema importante que afecta a la vida útil de los implantes y andamios médicos; siendo el principal factor patogénico de estas infecciones el desarrollo de biopelículas bacterianas en la superficie del implante. Este es un proceso complejo que implica la diferenciación bacteriana, el desarrollo de una matriz extracelular y otras modificaciones en el metabolismo bacteriano; y que en ocasiones hace que sea necesario extraer el implante porque la terapia con antibióticos por sí sola no puede erradicar la biopelícula. Como alternativa, este trabajo intenta avanzar en el estudio de nuevos andamios con actividad antimicrobiana mejorada, desarrollando un material regenerativo de fosfato de calcio (CaP) recubierto con un derivado antimicrobiano de la vainillina. En estudios anteriores, el uso de andamios similares resultó efectivo para matar bacterias y no mostraron ningún efecto tóxico sobre las células; por ello en el siguiente trabajo, pequeños gránulos de CaP serán funcionalizados con este derivado antimicrobiano de vainilina para determinar su actividad bactericida y regenerativa in vitro e in vivo.

[EN] The increasing numbers of prosthesis used in modern medicine have improved the quality of life of many patients, but there are new problems that emerged as consequence of their use. Rates of implant-related infections, although usually low, can affect to an increasing number of patients because of the growing number of used implants. This would result in an increase in morbimortality and costs due to the need for prolonged antibiotic therapies, new surgical procedures and hospitalization. Bacterial infection remains a major problem affecting the service life of medical implants and scaffolds. The main pathogenic factor of these infections is the development of bacterial biofilms on the implant surface. This is a complex process that involves bacterial differentiation, development of an extracellular matrix and further modifications in the bacterial metabolism. Bacterial infection make sometimes necessary to remove the implant because antibiotic therapy alone cannot eradicate the biofilm. As an alternative, this project tries to advance in the development of new scaffolds with enhanced antimicrobial activity. As an alternative, this work attempts to advance the study of new scaffolds with enhanced antimicrobial activity developing a regenerative material of calcium phosphate (CaP) coated with a vanillin antimicrobial derivative. In previous studies, the use of similar scaffolds proved effective in killing bacteria and showed no toxic effect on cells. Therefore, in the following work, small granules of CaP will be functionalized with this vanillin antimicrobial derivative to determine its bactericidal and regenerative activity in vitro and in vivo.