Las Jornadas Temáticas sobre Ingeniería Interfacial y de Superficies (ThGOT) no son tradicionalmente un único evento, sino que combinan temas de varias áreas especializadas; este año se celebraron el 15 de junio a dúo con el 13º Coloquio de Biomateriales de Turingia en Zeulenroda-Triebes (Turingia).
Ambas conferencias funcionan como un foro de cooperación que permite el contacto directo entre científicos y representantes de la industria y fomenta la creación de redes. Dentro del programa del ThGOT, una sesión se centró en las superficies antibacterianas y una conferencia magistral abordó las tendencias actuales en el uso de plasmas físicos para modificar superficies en el sector de las ciencias de la vida.
El segundo día del evento, los paneles de alto nivel del 13º Coloquio de Biomateriales de Turingia ofrecieron perspectivas actuales sobre los temas de nanomateriales y nanomedicina, superficies y estructuras biofuncionales para la ingeniería de tejidos, así como materiales hemocompatibles e interacciones sangre-material, y debatieron los respectivos temas en detalle. Los participantes pudieron tender puentes entre la investigación y la práctica médicas.
Efecto antimicrobiano de una nueva fuente de microplasma
En el Departamento de Enfermedades de la Piel del Hospital Universitario de Jena se investiga desde hace varios años el efecto de los plasmas atmosféricos sobre el material biológico. Sarah Fink pudo presentar en una conferencia los resultados de su tesis doctoral sobre el efecto antimicrobiano de una nueva fuente de microplasma. En concreto, se demostró tanto un efecto antimicrobiano muy bueno como la biocompatibilidad, que es igual de importante para las aplicaciones dermatológicas, mediante pruebas en superficies de agar contaminadas con diversos microorganismos, pruebas en el modelo de huevo de gallina y en modelos de piel en 3D, así como mediante análisis de autofluorescencia. Los resultados se confirmaron histológicamente mediante tinción PAS (reacción periódica al ácido-Schiff) e inmunohistología, así como investigando la expresión de citoquinas proinflamatorias y péptidos antimicrobianos.
Materiales innovadores en medicina
Este tema centró la conferencia de la Dra. Monika Bach, del Instituto de Ciencias Naturales y Médicas de la Universidad de Tubinga. Se ilustraron con ejemplos varios campos especializados de la ingeniería tisular: el cultivo de tejidos como material de sustitución de cartílagos, piel y trasplantes celulares. Se habló de la funcionalización de las superficies de los implantes de catéteres. Los materiales de sustitución ósea, especialmente para la regeneración de la mandíbula tras la pérdida de dientes, pueden funcionalizarse utilizando espuma de colágeno líquida con ingredientes activos encapsulados incrustados que se gelifican tras el procesamiento. Un proyecto en el campo del bioprocesamiento es la electrospinning para un sistema de soporte cardíaco. Para ello se está hilando PU sin isocianato (NIPU). Los trabajos de desarrollo actuales también se centran en la difícil tarea de conseguir "biotintas" adecuadas, es decir, mezclas de polímeros biocompatibles imprimibles en 3D con células.
Optimización de la superficie de los implantes
La Dra. Henrike Rebl, del Centro Médico Universitario de Rostock, investiga la optimización de la superficie de los implantes mediante nanorrecubrimientos de plasma, tomando como ejemplo los implantes temporales en urología. El objetivo es evitar incrustaciones en la superficie del catéter y reducir las infecciones bacterianas. Para ello, se llevaron a cabo ensayos de incrustación con tres plásticos seleccionados tras un recubrimiento antibacteriano con CuCl2. Los recubrimientos se realizaron mediante un proceso híbrido PECVD/PVD simultáneo de capas de DLC alternadas con capas de Cu sputter por plasma. Las investigaciones demostraron que un acabado superficial hidrófilo es ventajoso para evitar las incrustaciones. La combinación de nuevos materiales con un mínimo de incrustaciones con nanorecubrimientos de plasma antimicrobianos podría ofrecer una nueva posibilidad para el diseño de nuevos materiales para catéteres ureterales.
Investigación de biomateriales con el microscopio de fuerza atómica
A. Körnig, de Bruker Nano GmbH, Berlín, presentó las posibilidades de analizar la estructura, topografía y propiedades mecánicas de los biomateriales mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). Estos parámetros son importantes porque determinan la movilidad, el comportamiento y el destino de las células precursoras. Por este motivo, es necesario investigar con más detalle procesos como la autoorganización o los cambios estructurales inducidos por la adhesión. Para ello se utilizaron imágenes AFM de alta velocidad. Con su ayuda, es posible investigar procesos dinámicos en células vivas o la formación de colágeno, incluidas las etapas intermedias. También se pueden calcular las propiedades viscoelásticas.
Recubrimientos permanentes antibacterianos
Los recubrimientos permanentes antibacterianos basados en compuestos de amonio cuaternario fueron el tema del Dr. Thorsten Laube, Innovent e.V., Jena. Presentó dos recubrimientos poliméricos antibacterianos diferentes unidos covalentemente a la superficie. Partiendo del cloruro de p-vinilbencil, se produjeron primero dos sales de amonio cuaternario con diferentes longitudes de cadena alquílica: Cloruro de vinilbencil-dimetil-octilamonio (VBCOQ) y cloruro de vinilbencil-dimetil-octadecil-amonio (VBCODQ), respectivamente. Como variantes de recubrimiento se seleccionaron la polimerización por transferencia de átomos (ATRP) y el recubrimiento convencional (recubrimiento por gotas). Los recubrimientos, de unos pocos nanómetros de grosor, se caracterizaron mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) en lo que respecta a su composición de elementos de capa y grosor de capa. Los estudios de citocompatibilidad y actividad antibacteriana mostraron resultados similares en ambos procesos de recubrimiento en cuanto a la eliminación de bacterias por contacto. Por tanto, estos recubrimientos antibacterianos representan un método para proteger los objetos metálicos de la contaminación bacteriana.
