Piccoli scaffold impiantati stampati in 3D infusi con antibiotici potrebbero rivoluzionare il modo in cui i medici prevengono le infezioni mortali da "superbatteri" post-intervento chirurgico, salvare vite e lunghe degenze in ospedale.

L'ingegnere biomedico del QUT Institute of Health and Biomedical Innovation, il dottor Phong Tran, ha affermato che l'inserimento di qualsiasi corpo estraneo, sia che si tratti di un impianto o di una protesi come un'articolazione dell'anca, è stato riconosciuto come un importante fattore che contribuisce alle infezioni da parte del batterio Staphylococcus aureus noto come "stafilococco dorato" .

"Alcuni di questi batteri si sono evoluti in un 'superbatterio' a causa dell'esposizione a livelli sub-terapeutici di antibiotici, " ha detto il dottor Tran, dal QUT ARC Industrial Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing.

"La mia ricerca ha trovato un nuovo modo di utilizzare gli antibiotici su un'impalcatura biodegradabile che potrebbe essere consegnata all'interno del corpo nel sito dell'intervento dal chirurgo come un modo promettente per prevenire l'infezione da stafilococco dorato e il suo sviluppo di resistenza agli antibiotici.

"Ciò potrebbe consentire ai chirurghi di impiantare impalcature prefabbricate con antibiotici in sala operatoria, che sono personalizzati per pazienti specifici e scenari chirurgici."

Il Dr. Tran ha affermato che questo nuovo approccio potrebbe essere utilizzato per altri batteri come E-coli e Pseudomonas aeruginosa che si trovano spesso negli impianti infetti, come nuove articolazioni dell'anca, e protesi.

"Quando i pazienti hanno un'infezione in un sito di impianto, i chirurghi spesso eseguono "interventi di revisione" per "ripulire" l'infezione, " Egli ha detto.

"Questa nuova tecnica potrebbe consentire loro di adattare il tipo di antibiotici e le dosi per l'infezione specifica e consegnarlo direttamente nel sito di infezione, quindi sarebbe molto efficace."

"I ponteggi, pure, sarebbe reso personalizzato per il sito chirurgico e la procedura specifici."

Il dottor Tran ha detto che i nuovi scaffold 3D sono stati stampati con un materiale biodegradabile, grado medico, polimero approvato dalla FDA, e gli antibiotici sono stati aggiunti semplicemente immergendo le impalcature in soluzioni antibiotiche.

"Questi scaffold hanno sia micropori che macropori al loro interno, " Egli ha detto.

"I minuscoli micropori trattengono l'antibiotico nell'impalcatura in modo che possa essere rilasciato lentamente nel sito di infezione.

"I macropori più grandi sono lì per supportare l'infiltrazione del tessuto corporeo nell'impalcatura per mantenerlo in posizione mentre gli antibiotici salvavita vengono rilasciati direttamente nel sito chirurgico.

"La nostra ricerca di laboratorio, usando Cefazolin un comune antibiotico contro lo stafilococco dorato, ha dimostrato che questi scaffold rilasciano un antibiotico attivo per quattro giorni uccidendo i batteri".

Il Dr. Tran ha detto che sebbene Staphylococci aureus e Staphylococcus epidermide fossero comuni sulla pelle dei pazienti, potevano essere mortali quando entravano in una ferita chirurgica.

"Quello che succede è che questi insetti formano biofilm batterici sulla superficie dell'impianto che proteggono i batteri appena incorporati dal sistema immunitario del corpo, e gli antibiotici sistemici hanno solo un'efficienza molto bassa contro di loro, " Egli ha detto.

"L'attuale metodo per prevenire queste infezioni è l'uso di antibiotici per via endovenosa prima e dopo l'intervento chirurgico o l'inserimento di perline contenenti antibiotici durante l'operazione.

"Un altro metodo tradizionale è mescolare polvere antibiotica e polimeri o ceramiche prima di fabbricare la miscela in cemento o impianti da inserire nel corpo.

"Il problema qui è che molti antibiotici comunemente usati hanno un'attività ridotta se esposti a calore elevato o solventi aggressivi durante questo processo di produzione.

"La nostra tecnica risolve tutti questi problemi perché questi antibiotici manterranno la loro piena forza quando verranno caricati a goccia dalla loro soluzione su scaffold già realizzati".

Il dottor Tran ha affermato che la ricerca ha mostrato una strategia promettente per aumentare la sicurezza chirurgica del paziente ed è stata testata in condizioni fisiologiche più complesse come il tessuto umano ingegnerizzato in 3D che altri membri del QUT ARC Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing hanno sviluppato.

La ricerca è stata pubblicata su Scienza e ingegneria dei materiali C .