PÚAS DE GRAFENO PARA MATAR BACTERIAS EN IMPLANTES

¿Qué es el grafeno?

Es una sustancia compuesta por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal, similar al grafito. Una lámina de un átomo de espesor es unas 200 veces más resistente que el acero actual más fuerte, siendo su densidad más o menos la misma que la de la fibra de carbono, y unas cinco veces más ligero que el aluminio. Una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan solo 0,77 miligramos. 

Es un material que combina una gran cantidad de propiedades que no se dan juntas en cualquier otro compuesto el cual es capaz de mejorar por completo las condiciones de cualquier superficie donde se aplique.

Es un material muy duro, resistente, flexible y muy ligero; lo que permite moldearlo según las necesidades de cada caso. Conduce muy bien tanto el calor como la electricidad; y permanece en condiciones muy estables cuando se le somete a grandes presiones.

Su nueva aplicación en implantes

Durante los últimos años se han incrementado las operaciones para colocar implantes quirúrgicos, como los de cadera y rodilla o los odontológicos. Sin embargo, en tales procedimientos existe siempre un riesgo de infección bacteriana. En el peor de los casos, esto puede causar que el implante no se una al esqueleto, lo que acarrea que tenga que ser retirado.

Las bacterias circulan por los fluidos, como la sangre, buscando una superficie a la que aferrarse. Una vez aposentadas en el lugar adecuado, empiezan a multiplicarse y propagarse, formando una biopelícula, que les sirve de búnker en el que resistir agresiones inmunitarias y de otro tipo contra ellas.

El equipo de Ivan Mijakovic, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, ha mostrado ahora que una capa de "astillas" verticales de grafeno, a modo de púas, forma una superficie protectora, que imposibilita que las bacterias se aferren a ella. Estas son despedazadas por las afiladas púas de grafeno y mueren. Recubrir los implantes con una capa de púas de grafeno puede por tanto ayudar a proteger al paciente contra las infecciones, eliminar la necesidad de tratamiento con antibióticos, y reducir el riesgo de rechazo del implante. El proceso por el cual crece la estructura ósea para adherirse al implante no resulta alterado. De hecho, el grafeno ha resultado ser beneficioso para las células óseas.

En la imagen: Las estructuras verticales de grafeno, a modo de púas, forman una superficie protectora que imposibilita que las bacterias (a la izquierda) se aferren a ella. En vez de aposentarse en la superficie, son despedazadas por las afiladas púas y mueren. La célula humana (a la derecha, no mostrada a escala) tiene un volumen mucho mayor. Así pues, ello no la afecta prácticamente. (Imagen: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology)

Las púas no dañan las células humanas. La razón es simple: una bacteria es mucho más pequeña que una célula humana. Así que lo supone una serie de hachazos mortales para una bacteria, es tan solo un diminuto arañazo para una célula humana.

Las bacterias beneficiosas también resultan muertas por el grafeno. Pero eso no es un problema, dado que el efecto solo es local y por ello no se producen alteraciones peligrosas de la comunidad microbiana normal que vive dentro del individuo.

En la imagen: representación del grafeno.