Tiny implantado andaimes impressos 3-D infundidos com antibióticos podem revolucionar a forma como os médicos previnem infecções mortais por 'superbactérias' após a cirurgia, salvando vidas e longas estadias em hospitais.

O engenheiro biomédico do Instituto de Saúde e Inovação Biomédica QUT, Dr. Phong Tran, disse que a inserção de qualquer corpo estranho, seja um implante ou uma prótese, como uma articulação do quadril, foi reconhecida como o principal fator que contribui para infecções pela bactéria Staphylococcus aureus conhecida como "staph dourado" .

"Algumas dessas bactérias evoluíram para uma 'superbactéria' devido à exposição a níveis subterapêuticos de antibióticos, "disse o Dr. Tran, do QUT ARC Industrial Transformational Training Center em Additive Biomanufacturing.

"Minha pesquisa encontrou uma nova maneira de usar antibióticos em uma estrutura biodegradável que poderia ser aplicada dentro do corpo no local da cirurgia pelo cirurgião como uma forma promissora de prevenir a infecção por staph dourado e seu desenvolvimento de resistência aos antibióticos.

"Isso pode permitir que os cirurgiões implantem andaimes pré-fabricados com antibióticos na sala de cirurgia, que são personalizados para pacientes e cenários cirúrgicos específicos. "

Dr. Tran disse que esta nova abordagem pode ser usada para outras bactérias, como E-coli e Pseudomonas aeruginosa, que são frequentemente encontradas em implantes infectados, como novas articulações do quadril, e próteses.

“Quando os pacientes têm uma infecção no local do implante, cirurgiões costumam fazer 'cirurgia de revisão' para 'limpar' a infecção, " ele disse.

"Esta nova técnica pode permitir que eles ajustem o tipo de antibióticos e as doses para a infecção específica e os administrem diretamente no local da infecção, portanto, seria altamente eficaz. "

"Os andaimes, também, seria personalizado para o local e procedimento cirúrgico específicos. "

Dr. Tran disse que os novos andaimes 3-D foram impressos com um material biodegradável, grau médico, Polímero aprovado pela FDA, e os antibióticos foram adicionados simplesmente mergulhando os andaimes em soluções antibióticas.

"Esses andaimes têm microporos e macroporos, " ele disse.

"Os minúsculos microporos prendem o antibiótico no suporte para que ele possa ser liberado lentamente no local da infecção.

“Os macroporos maiores estão lá para apoiar a infiltração do tecido do corpo no andaime para mantê-lo no lugar enquanto os antibióticos que salvam vidas são liberados diretamente no local da cirurgia.

"Nossa pesquisa de laboratório, usando cefazolina um antibiótico comum contra staph dourado, mostrou que esses andaimes liberam antibióticos ativos por quatro dias, matando as bactérias. "

Dr. Tran disse que, embora Staphylococci aureus e Staphylococcus epidermis sejam comuns na pele dos pacientes, eles podem ser mortais quando entram em uma ferida cirúrgica.

"O que acontece é que esses insetos formam biofilmes bacterianos na superfície do implante que protegem as bactérias recém-incorporadas do sistema imunológico do próprio corpo, e os antibióticos sistêmicos têm apenas uma eficácia muito baixa contra eles, " ele disse.

“O método atual de prevenção dessas infecções são antibióticos intravenosos antes e após a cirurgia ou a inserção de grânulos contendo antibióticos durante a operação.

“Outro método tradicional é misturar pó de antibiótico e polímeros ou cerâmicas antes de transformar a mistura em cimento ou implantes a serem inseridos no corpo.

"O problema aqui é que muitos antibióticos comumente usados ​​têm atividade reduzida quando expostos a calor elevado ou solventes agressivos durante este processo de fabricação.

"Nossa técnica resolve todos esses problemas porque esses antibióticos reterão sua força total quando forem carregados com sua solução em bases já feitas."

Dr. Tran disse que a pesquisa mostrou uma estratégia promissora para aumentar a segurança cirúrgica do paciente e está sendo testada em condições fisiológicas mais complexas, como tecido humano projetado em 3-D, desenvolvido por outros membros do Centro de Treinamento Transformacional QUT ARC em Biomanufatura Aditiva.

A pesquisa foi publicada em Ciência e Engenharia de Materiais C .