Proyectos de investigación

Nano4Infection es un proyecto innovador que pretende ser el punto de partida para una futura implementación de nuevas terapias combinadas enfocadas al tratamiento local de prótesis infectadas. Este proyecto aborda el diseño de nanosistemas con capacidad dual osteogénica y antimicrobiana para una mayor eficacia en el tratamiento de la infección bacteriana. Se han diseñado nanosistemas basados en vidrios mesoporosos bioactivos que poseen una capacidad osteogénica excelente, y se les ha dotado de actividad antimicrobiana mediante la incorporación de distintos agentes terapéuticos. En Nano4infection se han abordado dos estrategias diferenciadas. La primera estrategia se ha centrado en el diseño de un nanosistema con acción combinada de un antibiótico con un agente mucolítico (N-acetilcisteína) que sea capaz de disgregar la capa de mucopolisacárido protectora del biofilm bacteriano, facilitando la penetración del antibiótico una vez liberado. Los resultados evidencian que la asociación de las propiedades mucolíticas de la N-acetilcisteína con levofloxacino potencia la actividad bactericida contra biofilm de Staphylococcus aureus (bacteria clave en la infección protésica) al alterar la integridad de la biopelícula madura. Este nanosistema no ha mostrado citotoxicidad en contacto con los preosteoblastos y células mesenquimales humanas mejorando su diferenciación hacia un fenotipo de osteoblasto y promoviendo la mineralización biomimética en condiciones in vitro. Además, se ha demostrado que la presencia de N-acetilcisteína no sólo mejora la actividad antibacteriana del nanosistema, sino también su capacidad osteogénica. La segunda estrategia se ha centrado en el diseño de un nanosistema que contiene un antibiótico en el interior de los poros y un catión metálico (Cu²⁺) en su superficie. La acción combinada de ambos agentes permite alcanzar un mayor efecto antimicrobiano sobre el biofilm bacteriano, comparando con el antibiótico en solitario y, al mismo tiempo, potencia el proceso de osteogénesis gracias a la capacidad angiogénica del catión cobre. Los resultados evidencian que la combinación del antibiótico e iones metálicos terapéuticos (Cu²⁺) en un nanosistema único preserva la acción antimicrobiana del antibiótico. Además, la presencia del cobre mejora significativamente la angiogénesis (proceso fundamental en la formación de hueso) y la eficacia de la cicatrización alcanzándose valores de hasta un 98,1%.