Revista nº 818

Lizette Morejón Alonso L, et al. | Hidroxiapatita con estroncio y actividad antimicrobianalisosomales 23 Actual Med.2024;109(818):20- 38 En general los estudios de estas nuevas estructuras comprenden ensayos que incluyen tanto la determi- nación de la eficiencia de adsorción del fármaco en el biomaterial, la evaluación de sus perfiles de liberación, así como la valoración de su actividad antimicrobiana tanto frente a gérmenes Gram (+) como Gram (-). Con frecuencia, se describe que la liberación trascu- rre en dos etapas. La primera etapa se caracteriza por una liberación rápida del fármaco adsorbido en la superficie (liberación en ráfaga) y posteriormente prima una cesión lenta al medio de la porción que se encuentra ocluida. El análisis de los sistemas pro- puestos evidencia que la liberación rápida inicial abarca períodos muy variables: breves de 15-30 min (28,29), a más largos de 9 a 12h (22, 26). Encontrán- dose también que hay propuestas que no manifiestan el efecto ráfaga (29). De igual manera los dispositi- vos descargan la totalidad del fármaco liberable en tiempos muy heterogéneos, los que van desde 48h (24) a 55 días (32). En la mayoría de los sistemas portadores de medica- mentos, la interacción fármaco-sustrato se basa en la adsorción/absorción del principio activo donde solo priman interacciones débiles de tipo van der Waals o enlaces covalentes. Ello constituye una limitación ya que en la primera etapa se libera rápidamente gran cantidad del fármaco lo que pudiera causar toxicidad a las células y tejidos alrededor del implante (23), además de que se puede agotar gran parte del fár- maco ocluido. El empleo de sistemas combinados (trifásicos) como por ejemplo: las propuestas con óxido de grafeno (GO) (23) ó anatasa (TiO 2 ) (28) so- bre implantes metálicos, resultan favorables ya que contribuyen a prolongar la cesión del fármaco en el tiempo, dado que las interacciones fármaco-sustrato comprende además la quimiosorción. Por su parte, el desarrollo de sistemas compuestos con fases poli- méricas hidrófobas (ejemplo el PMMA) (25, 27) ate- núa los procesos de difusión que ocurren a más largo plazo y conllevan a la liberación lenta del fármaco desde el interior de los dispositivos, por lo tanto, también constituye una alternativa para modular la liberación de los antibióticos. Plataformas de Sr-HA con efectos antimicrobianos: doble sustitución a la hidroxiapatita (M/Sr-HA) El empleo de co-sustituciones en la hidroxiapatita también ha resultado favorable para el desarrollo de plataformas Sr-HA con efectos antimicrobianos. Esta temática constituye hoy día un campo de investiga- ción de extrema importancia y muy prolífico ya que los iones tienen varios mecanismos de acción anti- microbiana, los que al unísono conducen a la muerte de la célula bacteriana. Los efectos de los iones me- tálicos sobre las bacterias se reconocen como muy complejos y aún están bajo estudio (30). El hecho de que ellos actúen de diversas maneras sobre la célu- la bacteriana disminuye además la probabilidad de desarrollo de resistencia bacteriana (34). Sin em- bargo, las cantidades a incluir de iones metálicos en la estructura de la Sr-HA son limitadas ya que tam- bién pueden ser tóxicos al organismo humano por lo que debe existir un balance entre los beneficios que aportan y el riesgo asociado (34). Otra de las razones de impulso de esta temática de investigación es el hecho de que la adsorción u oclu- sión de antibióticos en recubrimientos protésicos, composites o en nanopartículas para la preparación de otros tipos de dispositivos implantes trae la difi- cultad de la probable descomposición o inactivación del antimicrobiano (antibiótico) durante el proceso de esterilización del implante. Por ello el desarrollo de dispositivos de M/Sr-HA los que pueden ser es- terilizados por varias metodologías sin cambiar su estructura y funcionalidad resulta trascendente. Es- tos biomateriales, además, al degradarse lentamente proporcionan mayor tiempo de liberación de los io- nes de la co-sustitución (35) con acción antibacteria- na y a la vez también contribuyen a la presencia en el entorno biológico de los iones Sr 2+ , Ca 2+ y PO 4 3- que facilitan la osteointegración del implante. La Tabla 2 resume algunas propuestas de M/Sr-HA y los resultados obtenidos en cuanto efectividad anti- micr obiana y biocompatibilidad celular de los bioma- teriales ensayados. Como se observa la incorporación de co-iones a la Sr-HA resulta efectiva tanto frente a gérmenes Gram (+) como el Staphylococcus aureus contaminante fre- cuente en Artroplastia Totales de Cadera, de Rodilla, Osteomielitis entre otras patologías y lesiones (16) , también frente a cepas de gérmenes Gram (-) como las Pseudomonas aeruginosa responsables de muchas de las infecciones nosocomiales (54) o la Escherichia coli mayor causante de infecciones periprotésicas tardías ante eventos de septicemia (55). De la Tabla 2 se aprecia también la diversidad de pro- puestas a base de M/Sr-HA, desde las propias nano- partículas, hasta otros dispositivos biomédicos im- plantables como son los recubrimientos de prótesis metálicas, gránulos, andamios 3D o incluso propues- tas de membranas composites para vendajes de heri- das de la piel (33, 43, 47). Destacar que si bien existen reportes del desarrollo de Sr-HA con sustituciones 0-100% de Sr 2+ , las investigaciones con doble sustitu- ción iónica en la HA por lo general son a bajas dosis de estroncio: hasta un 20%, según lo encontrado. Asociado a los efectos “positivos” de estos elemen- tos metálicos contra las bacterias patógenas, también existen estudios que evalúan los efectos citotóxicos que estos iones metálicos podrían provocar en célu- las humanas al liberarse desde la HA pura. Por tanto, una estrategia actual es emplearlos como co-iones de la Sr-HA dado que el ion Sr 2+ es un ion con múltiples efectos fav orables en el metabolismo óseo y puede en cierta medida contrarrestar la toxicidad de estos iones con efecto antimicrobiano (35, 39, 43, 47).