La ciencia detrás del material antibiótico que crearon tres chilenos con una impresora 3D

El material ha logrado eliminar casi el 100% de algunas bacterias peligrosas en ciertas pruebas de laboratorio, transformándose en un elemento valioso para el desarrollo de dispositivos utilizados en el ámbito de la salud.

07 de Marzo de 2020 | 16:39 | Por Equipo Multimedia, Emol.

  • El equipo detrás

    Copper3D es una compañía creada en 2018 por el kinesiólogo Daniel Martínez, el ingeniero civil en electrónica Andrés Acuña y el médico fisiatra Claudio Soto, que se plantearon como misión usar la innovación y la nanotecnología para evitar infecciones y salvar millones de vidas. Una idea que no sólo ha revolucionado el rubro de la salud, sino también el campo de la impresión 3D, que nació años anteriores cuando los tres chilenos se conocieron en un máster de Innovación que dicta la Universidad Adolfo Ibáñez.

    Unidos por su interés en la salud y las soluciones novedosas que brinda la tecnología, el equipo realizó unas 400 entrevistas y observaciones de calle, hasta dar inicialmente con un problema ligado a las prótesis y otros dispositivos de impresión 3D. "Cuando tu tienes un medical device —sobretodo hecho con polímeros porosos— y lo pones en contacto con la piel de los pacientes, al poco tiempo empiezan a tomar mal olor. Luego, comienzan a haber reacciones alérgicas (o rush cutáneos), que pueden derivar en una infección fúngica o bacteriana", explica Martínez a Emol.

    Y agrega: "Esto se produce por la alta carga bacteriana que acumulan este tipo de dispositivos impresos en 3D".

    Al identificar este problema, el equipo descubrió que cerca de un 40% de usuarios con prótesis y órtesis 3D, sufrían de infecciones y se pusieron como desafío crear un objeto impreso en 3D que al mismo tiempo funcionara como un antibiótico. La respuesta vendría del territorio nacional. "Nosotros estamos en Chile, acá somos expertos en cobre y una de las líneas de desarrollo más importantes que tenemos como país son las aplicaciones y soluciones basadas en aditivos de nanocobre, un elemento súmamente antimicrobial", relata el kinesiólogo, y desde entonces armaron una hoja de ruta y manos a la obra.



  • Las propiedades del cobre

    Un estudio publicado en 2015 por el International Journal of Molecular Sciences, realizado por el científico nacional Humberto Palza, mostró ejemplos de cómo los compuestos polímero-metálicos tienen actividad antimicrobiana. "El cobre lo que hace es que está constantemente liberando iones, y el ión del cobre es una especie de bala —a escala nanométrica— que lo que hace es romper la membrana de los virus y las bacterias. Una vez adentro intoxica el medio interno del microorganismo y rompe su ADN/ARN", resume Martínez.

    En el siguiente diagrama se explican los mecanismos que tienen las nanopartículas de cobre sobre las bacterias.

  • El material

    Para seguir con su tesis del máster, Martínez, Acuña y Soto empezaron a trabajar con el polímero más usado en la impresión 3D: el ácido poliláctico o PLA. Éste lo mezclaron con distintas dosis de nanocobre, lograron una mezcla homogénea que permitiera con ella transformala en un filamento (el insumo que ocupa una impresora 3D), y en noviembre de 2017 lo enviaron al Laboratorio de Microbiología de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso para validar el material. "Las tres muestras presentan una actividad de reducción de la carga bacteriana con respecto a los inóculos iniciales y con respecto al control", concluyó el informe.

    Dicho y hecho, el experimento fue un éxito. Tras salir del máster, revalidaron esta información en el laboratorio estadounidense Situ Biosciences de Chicago y la respuesta fue igual de positiva. Éstos materiales lograban eliminar casi el 100% de bacterias peligrosas como Escherichia coli o Staphilococcus aureus. Meses más tarde se constituyeron como Copper3D, firmaron un contrato de exclusividad con la compañía Mitsubishi Chemical Corporation y la noticia se hizo mundial.

  • Las aplicaciones

    Dos años han pasado desde que Copper3D comenzó la marcha y más de un interesado se acercó a ellos. Uno de los casos fue la misma Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que necesitaba una medida efectiva contra la alta carga bacteriana que hay en la Estación Espacial Internacional (ISS), sobretodo de cara a sus próximas misiones espaciales de larga duración. Asimismo, una serie de clínicas y hospitales en Europa y USA han querido cubrir partes de los boxes, kits de procedimientos y hasta los interruptores para evitar contagios por contacto.

    El último proyecto de Copper3D los devuelve un rato a la tierra, a un problema global muy complejo: La transmisión de VIH de madre a hijo a través de lactancia materna.



    Este dispositivo está pensado como una interfaz madre-hijo que inhabilita el traspaso del VIH, al inactivar la carga viral en la leche contaminada: "La gracia de estos materiales es que tu puedes hacer lo que quieras, distintos tipos de soluciones para distintos desafíos o problemas, pero hay que ser correcto en la información. Este es un estudio preliminar, los resultados son muy auspiciosos, pero antes de sacar algo al mercado hay que hacer otras validaciones y pilotos clínicos"

    Consultado sobre si el material serviría para enfrentar el covid-19, Martínez es riguroso: "A nosotros nos gusta hablar con datos sobre la mesa. Toda la evidencia científica dice que el Nano-Cobre debiera tener un rol más que relevante en la contención de este virus, pero como esta es una clase nueva de virus, no tenemos los estudios que respalden esto. Para ello ya sabemos que hay dos laboratorios en Inglaterra, en Manchester y Liverpool, que están comenzando pruebas con los materiales de Copper3D".

Contenido: José Manuel Vilches y León Navarro, Emol. | Fuente: International Journal of Molecular Sciences y Copper3D.
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