Científicos utilizan el metal líquido para fabricar prótesis óseas ¡Como en Terminator!

Investigadores australianos crearon implantes que evitan infecciones, son más duraderos y seguros gracias al innovador material inspirado en el cine de ciencia ficción.

Hace 34 años en la película Terminator el director James Cameron introdujo en el cine un concepto revolucionario que hoy la ciencia lo hizo realidad: el metal líquido para prótesis óseas.

Se sabe que los implantes ortopédicos transformaron la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo. Procedimientos como los reemplazos de rodilla o cadera permiten recuperar la movilidad, aliviar dolores crónicos y retomar actividades cotidianas.

Sin embargo, detrás de estas intervenciones exitosas se esconde un riesgo que preocupa a médicos y pacientes: las infecciones asociadas a implantes, un problema complejo que puede aparecer meses o incluso años después de la cirugía.

Estas infecciones, conocidas como infecciones articulares periprotésicas, afectan aproximadamente al 2 % de los pacientes que se someten a reemplazos articulares. La cifra puede parecer baja, pero se traduce en miles de casos cada año solo en Estados Unidos, donde se realizan cerca de un millón de cirugías de este tipo.

Cuando una infección se instala en el sitio de un implante, suele ser difícil de erradicar y puede comprometer seriamente la movilidad, generar dolor intenso y requerir nuevas intervenciones quirúrgicas.

Frente a este escenario, un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad Flinders, en Australia, presentó una innovación que promete cambiar las reglas del juego.

Se trata de un nuevo material basado en una combinación pionera de metal líquido y biocerámica, diseñado para que los implantes duren más tiempo, resistan infecciones y se integren mejor con el hueso.

Un material que combina defensa y regeneración

En el Laboratorio de Nanoingeniería Biomédica de la Universidad Flinders desarrollaron una plataforma biocerámica tridimensional incrustada con nanopartículas líquidas de plata y galio (Ag-Ga). Esta estructura funciona como un “andamiaje” sobre el que el hueso puede crecer, al tiempo que crea un entorno hostil para las bacterias.

“Este nuevo andamio biocerámico 3D incrustado con nanopartículas metálicas líquidas de plata y galio ofrece un biomaterial de doble función que combate simultáneamente la infección persistente y promueve la regeneración ósea”, explicó el profesor asociado Vi-Khanh Truong, autor principal de la investigación publicada en Advanced Functional Materials.

El uso de metales líquidos en medicina no es habitual. Este es el primer caso documentado en el que un nanomaterial metálico líquido se integra en un andamio cerámico bioactivo capaz de soportar cargas. La hidroxiapatita, un componente mineral que también está presente en los huesos humanos, sirve como base del material, mientras que las nanopartículas de plata y galio proporcionan las propiedades antimicrobianas y regenerativas.

La clave está en cómo se comporta el galio-plata dentro del cuerpo. Este compuesto actúa como un antibacteriano natural. Al entrar en contacto con bacterias, interrumpe sus paredes celulares y provoca que pierdan su contenido, lo que conduce a su muerte. A diferencia de los antibióticos tradicionales, que liberan su contenido de forma rápida y luego pierden efectividad, este material ofrece protección localizada y sostenida, adaptada a las necesidades del entorno del implante.

En cirugía ortopédica, las infecciones posoperatorias suelen tratarse con antibióticos sistémicos o con cementos óseos impregnados con medicamentos. Estos métodos ofrecen una defensa limitada: su duración es corta, su espectro de acción reducido y, lo más preocupante, su efectividad disminuye frente a bacterias resistentes. La aparición de patógenos como Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM) o Pseudomonas aeruginosa complicó aún más el panorama.

Los investigadores de Flinders señalan que su material no depende de antibióticos y, aun así, es capaz de atacar microorganismos difíciles de eliminar con tratamientos convencionales. “Esta innovación ayuda a crear una nueva generación de materiales de reparación ósea que pueden prevenir infecciones sin depender de antibióticos, al tiempo que mejoran la integración y la curación de los tejidos”, afirma Krasimir Vasilev, profesor de Nanoingeniería Biomédica y coautor principal del estudio.

La investigación demostró que el andamio con metal líquido es eficaz contra una variedad de patógenos clínicamente relevantes, incluidos aquellos que muestran altos niveles de resistencia. Al mismo tiempo, favorece la integración con el hueso circundante, lo que podría reducir el tiempo de recuperación y mejorar los resultados quirúrgicos en pacientes de alto riesgo.

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