Rochester, Minnesota 18 de diciembre de 2013.- Cada día más personas son sometidas a cirugías, en las que se usan implantes metálicos para reemplazar articulaciones, reparar fracturas o reconstruir lesiones tumorales. Sin embargo, a pesar de los avances, las infecciones asociadas a los implantes siguen siendo una de las complicaciones más frecuentes y temidas.

Laboratorio de terapia celular, Clínica Mayo. De izq. a der., los doctores Ruben Crespo-Diaz, PhD, Germán Norambuena y Paul Stalboerger, tecnólogo del laboratorio.

Con el fin de agregarle propiedades antimicrobianas a los implantes ortopédicos usados en la actualidad, el doctor Germán Norambuena, junto a un grupo de destacados investigadores de la Clínica Mayo, iniciarán un proyecto para desarrollar implantes ortopédicos recubiertos con una fina capa de cobre usando un sofisticado sistema de deposición física por vapor. También realizarán un estudio piloto para determinar la eficacia antibacteriana y la biocompatibilidad de esta fina capa del metal sobre prótesis que se usan actualmente en ortopedia.

El proyecto se realizará en Clínica Mayo, una de la instituciones de salud más reconocidas en el mundo, no sólo por sus altos estándares en el cuidado de sus pacientes sino también por su vasta experiencia en investigación médica.

Los doctores e investigadores de la Clínica Mayo, Rafael Sierra, cirujano ortopedista, Arlen Hanssen, cirujano ortopedista, Robin Patel, médico internista y jefa del departamento de microbiología, Paul Jannetto, jefe de laboratorio de metales, el ingeniero Kevin Bennett, jefe de departamento de bioingeniería– será el equipo de expertos que supervisarán el desarrollo del estudio clínico que tendrá una duración total de 3 años. En una primera etapa se desarrollará un estudio clínico en laboratorio, luego se llevarán a cabo estudios en animales y finalmente en seres humanos.

Implantes de cobre podrían combatir el biofilm

Microorganismos como las bacterias pueden contaminar los implantes ortopédicos antes, durante o después de su colocación en el cuerpo humano. Una vez colocado el implante, el sistema inmune y los antibióticos profilácticos -en caso de que hayan sido usados- eliminan los posibles microorganismos patógenos cercanos al implante.

Esquema de implante que se usa en la actualidad

para reemplazo total de la cadera 

Sin embargo, si alguno de estos sistemas de protección falla o existe una gran carga microbiana cercana al implante, en menos de 48 horas los microorganismos adosados al implante pueden generar una cubierta protectora llamada biofilm. Esta cubierta protege a los microorganismos del sistema inmune y de los antibióticos, manteniéndolos vivos y perpetuando la infección.

El Dr. Germán Norambuena, quien se encuentra realizando un magíster y un programa de formación en investigación en la Clínica Mayo, asegura que las infecciones asociadas a implantes representan una de las complicaciones más comunes en la práctica de la ortopedia y traumatología. "A pesar de las condiciones asépticas durante la cirugía en la colocación de los implantes y de los antibióticos usados de manera profiláctica, la tasa de infecciones suelen ser bastante altas en algunas condiciones".

Recreación de las etapas de formacion del biofilm

sobre implantes colonizados por bacterias.

Añade Germán Norambuena que según muestran reportes de la literatura médica "la tasa de infecciones asociada a implantes, luego de una cirugía de prótesis total de cadera o rodilla, puede alcanzar un 2%. En el caso del tratamiento de las fracturas expuesta, este valor puede llegar hasta un 30% y cuando se usan implantes para reconstruir lesiones tumorales previamente irradiadas, este valor puede incluso superar el 30%".

Norambuena precisa que "estas complicaciones de alto costo para los sistemas de salud están poniendo en problemas a la economía de todos los países, siendo muy necesario el desarrollo de nuevas tecnologías para proteger a los implantes de las infecciones".

Acuerdo pionero

Para llevar adelante este proyecto de salud, Codelco y Clínica Mayo firmaron un acuerdo para desarrollar e investigar el uso de implantes médicos recubiertos con cobre antimicrobiano. El acuerdo de cooperación científica fue suscrito la semana pasada en las dependencias de la Clínica Mayo, por Daniel Diez, gerente general de INCuBA, filial de Codelco que lleva adelante este proyecto, los doctores Norambuena y Sierra, junto al representante legal de la Clínica Mayo, Randall Jones. 

Frontis de Clínica Mayo en Rochester, EEUU. De izq, a der. Daniel Diez, gerente general de Codelco-InCuBa; Germán Norambuena, traumatólogo de Clínica Dávila y Hospital San José, y Randall Jones, representante legal de la Clínica Mayo.

"El compromiso de Codelco por apoyar los desarrollos tecnológicos basados en cobre y que impacten directamente en la calidad de vida de las personas es un eje fundamental de la Corporación. En este desafío, tener aliados como la Clínica Mayo es un tremendo aporte y orgullo para nosotros, puesto que se trata de un líder a nivel mundial en el área de la salud. En esa línea, seguiremos innovando en torno a las múltiples propiedades beneficiosas del cobre y apoyando la investigación que permita la creación de nuevos mercados para el metal," señala Daniel Diez, gerente general de InCuBa, filial de Codelco dirigida a crear innovación alrededor de usos del cobre.

Usos del cobre en medicina

Los efectos antimicrobianos del cobre se conocen desde hace miles de años y su uso ha beneficiado no sólo a la medicina, sino que en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. Uno de las primeros testimonios data del 2.400 AC donde un papiro egipcio reportó el uso de cobre para la esterilización del agua y de las heridas.

Durante la epidemia de Cólera en Paris a principios de siglo XIV se reportó que los trabajadores de la minas de cobre eran menos susceptibles de contagiarse con la enfermedad. Actualmente se sabe que aquellos pacientes con déficit de cobre son más susceptibles a contraer infecciones. En 2008, la Environmental Protection Agency (EPA) de Estados Unidos certificó que las superficies que contienen cobre son antimicrobianas y beneficiosas para la salud pública.

Todos estos antecedentes hacen del cobre un metal interesante para desarrollar nuevas alternativas de prevención y tratamiento de las infecciones en los seres humanos.

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