Pesquisadores do Laboratório de Nanoengenharia Biomédica da Universidade Flinders, na Austrália, identificaram uma combinação de metal líquido que pode ser a arma secreta na luta global contra a resistência antimicrobiana, prolongando o desempenho de materiais usados em implantes ortopédicos.

Além de combater infecções, a novidade se mostrou mais biocompatível com os ossos, dando aos pacientes potencial para uma cura mais rápida e maior longevidade do dispositivo após grandes cirurgias ortopédicas.

Uma descoberta particularmente útil em um país onde são feitas mais de 85.000 substituições de quadril e joelho anualmente – seja pelo envelhecimento da população, lesões esportivas ou efeitos da obesidade. 

“Este novo andaime biocerâmico 3D incorporado com nanopartículas de metal líquido de prata-gálio (Ag-Ga) oferece um biomaterial de dupla função que simultaneamente combate infecções persistentes e promove a regeneração óssea”, afirma o professor associado da Universidade Flinders, Vi-Khanh Truong, autor principal do estudo.

Um problema global

Infecções associadas a implantes continuam sendo um desafio crítico em cirurgia e ortopedia, já que antibióticos sistêmicos estão cada vez mais ineficazes devido à resistência, e cimentos com antibióticos costumam ter vida curta e espectro de ação estreito, afirmam os pesquisadores.

O estudo publicado na revista científica Advanced Functional Materials traz o primeiro caso relatado de integração de nanomateriais à base de metal líquido em uma estrutura cerâmica bioativa de suporte de carga. O arcabouço biocerâmico à base de metal líquido foi integrado com nanopartículas de Ag-Ga em hidroxiapatita.

Nossa abordagem difere fundamentalmente dos materiais convencionais carregados com antibióticos. Em vez de liberação rápida, a estrutura oferece proteção antimicrobiana localizada e sustentada ao mesmo tempo em que auxilia ativamente na cicatrização óssea.

Dr. Ngoc Huu Nguyen, pesquisador de pós-doutorado do projeto.

Os efeitos antibacterianos multidirecionais demonstraram ser eficazes contra uma série de patógenos clinicamente significativos, incluindo Staphylococcus aureus, S. aureus resistente à meticilina (MRSA), Pseudomonas aeruginosa e variantes de pequenas colônias – “que são notoriamente difíceis de eliminar usando antibióticos convencionais”.

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Possíveis aplicações futuras

• Preenchimentos ósseos antimicrobianos para fraturas infectadas, fusões espinhais e cirurgias de revisão;
• Cimentos ósseos de última geração, livres de antibióticos e com ação antimicrobiana mediada por íons;
• Andaimes impressos em 3D específicos para pacientes para defeitos de ressecção craniofacial, de ossos longos e de tumores;
• Dispositivos implantáveis ​​autônomos para ambientes propensos a infecções, como pé diabético e perda óssea relacionada à oncologia.

“Essa inovação ajuda a criar uma nova geração de materiais de reparo ósseo que podem prevenir infecções sem depender de antibióticos ao mesmo tempo em que melhoram a integração e a cicatrização dos tecidos”, afirma o professor de Nanoengenharia Biomédica Krasimir Vasilev.