Cada año, el tratamiento y la atención de cientos de millones de pacientes en todo el mundo se complica a causa de las infecciones intrahospitalarias. A pesar de que se siguen estrictas medidas sanitarias y se limpia o renueva gran variedad de objetos, es muy difícil erradicar los gérmenes que ocasionan el problema, pues muchos crecen formando capas que los protegen de los ataques higiénicos.

El problema motivó a los doctores Guillermina Burillo y Emilio Bucio, investigadores del Laboratorio de Química de Radiaciones en Macromoléculas del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), a explorar nuevas estrategias que eviten el crecimiento de esos microorganismos en distintos dispositivos médicos.

Desde 2000, los especialistas trabajan en el diseño y construcción de distintos sistemas poliméricos de liberación controlada de fármacos, principalmente con antibióticos y antinflamatorios en catéteres y material de curación, como las gasas de algodón y los hilos de sutura, que en un futuro podrían ser de gran utilidad en los tratamientos terapéuticos.

Estos sistemas se construyen, básicamente modificando la superficie de los materiales para que retengan las sustancias de interés y liberar su contenido en forma controlada. Se llaman poliméricos porque los objetos a cambiar están hechos de polímeros, es decir, de pequeñas unidades repetidas llamadas monómeros que forman largas cadenas lineales, cruzadas o ramificadas. Tal es el caso de los plásticos y el algodón con los que están hechos los catéteres e hilos de sutura y las gasas, respectivamente.

Cambios drásticos

“Muchos de estos sistemas también se conocen como ‘sistemas poliméricos inteligentes’, porque una ligera variación de pH, campo eléctrico, temperatura, fuerza iónica o campo magnético del ambiente en el que están producen cambios drásticos en su estructura, que se manifiestan como transformaciones en sus propiedades: volumen, color y conductividad, entre otras”, explicaron los expertos.

La mayoría de los sistemas de polímeros inteligentes que se construyen en el Laboratorio de Macromoléculas del ICN responden a uno o más estímulos ambientales modificando su volumen, ya sea contrayéndose o expandiéndose, como si fueran esponjas. Si la herida en un paciente se cosiera con hilos de sutura transformados con polímeros inteligentes, la temperatura y el pH del cuerpo provocarían la liberación de los fármacos, disminuyendo la probabilidad de infecciones microbianas.

Otra característica de estos sistemas es su reversibilidad; es decir, una vez que liberan el contenido pueden tratarse nuevamente para cargarlos con otra dosis de fármacos, lo cual prolongaría el tiempo de vida útil de los objetos médicos, comentó Burillo, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

Los sistemas poliméricos se diseñan con radiación gamma, luz de alta energía capaz de penetrar cualquier objeto y modificar su estructura. Esto, en el caso de las gasas de algodón, por ejemplo, hace posible pegarle compuestos con ciertos grupos químicos, explicó Bucio.

En el ICN se obtienen del Gammabeam 651PT, equipo que contiene cobalto radiactivo, que se emplea para hacer investigación y dar servicio a la industria.

Si el material irradiado después se trata con calor, los enlaces de sus nuevos grupos químicos se rompen y quedan disponibles para unirse con otros. Así se forman distintos arreglos moleculares a los que posteriormente se les cargan los fármacos con potenciales aplicaciones en medicina, agregó.

La construcción de los polímeros de liberación controlada de fármacos es un proceso interdisciplinario que se efectúa desde hace mucho tiempo, coincidieron los científicos. Primero se hace investigación básica para determinar los efectos de la radiación sobre los materiales: qué moléculas se rompen, qué arreglos se forman, en que parte de éstos quedan adheridos los fármacos, a qué estímulos son sensibles y cuál de esos sistemas tiene la respuesta deseada.

Una vez construidos los diferentes sistemas con las distintas arquitecturas, las muestras son enviadas a la Facultad de Farmacia de la Universidad de Santiago de Compostela, en España, institución con la que los investigadores mexicanos trabajan desde hace seis años para caracterizar los materiales inteligentes y probar su efectividad.

Realizar todos los estudios básicos sobre estos polímeros y construirlos, así como tramitar patentes (cuando es el caso y si es posible), efectuar diferentes pruebas para probar su eficacia, seguridad en el cuerpo humano y que finalmente salga al mercado, es un proceso que toma más de 10 años y nada garantiza que se pueda recorrer todo ese camino, advirtió Bucio.

Los investigadores españoles y los mexicanos son parte de Rimadel, red de intercambio de conocimientos, recursos científicos y tecnológicos entre países de Iberoamérica para el diseño y fabricación de biomateriales y sistemas avanzados de liberación de fármacos, de utilidad en el tratamiento enfermedades de alto impacto social. Bucio está a cargo de la coordinación en México. También la integran Argentina, Cuba, Colombia, Portugal y Brasil.