Caracterització i optimització d’un tractament antibacterià de la superfície de tubs endotraqueals

Abstract

Les infeccions nosocomials ocasionen una elevada mortalitat, prolonguen l’estància hospitalària i augmenten els costos assistencials. Una de les patologies nosocomials respiratòries més severes és la Pneumònia Associada al Ventilador (VAP), la qual és causada principalment per la formació de biofilm bacterià sobre la superfície del dispositiu mèdic associat, el tub endotraqueal.

Per aquest motiu i la necessitat d’aplicar mesures preventives, en el present projecte s’han desenvolupat i caracteritzat tres recobriments antibacterians de la superfície de tubs endotraqueals, el quals pretenen inhibir l’adhesió dels microorganismes i la formació del biofilm.

En primer lloc s’han sintetitzat pel·lícules dels 3 biomaterials escollits: quitosà amb nanopartícules de plata incorporades, poliacrilamida carregada del mateix tipus de nanopartícules metàl·liques i finalment, poliacrilamida amb nanopartícules d’òxid de zinc integrades.

Posteriorment, s’ha assolit un recobriment estable dels biomaterials sobre la superfície del tub endotraqueal i s’han caracteritzat les dimensions de les nanopartícules sintetitzades incorporades en els recobriments, les quals han presentat unes mides òptimes, sense implicar toxicitat i aportant efecte antibacterià.

Finalment, ha estat demostrat el comportament bactericida dels 3 biomaterials sintetitzats tant en forma de pel·lícules com a recobriments del dispositiu mèdic. L’activitat antibacteriana ha quedat comprovada respecte els mateixos polímers sense les nanopartícules i respecte el tub endotraqueal sense cap recobriment.

Las infecciones nosocomiales ocasionan una elevada mortalidad, prolongan la estancia hospitalaria e incrementan los costes asistenciales. Una de las patologías nosocomiales respiratorias más severas es la Neumonía Asociada al Ventilador (VAP), la cual es causada principalmente por la formación de biofilm bacteriano sobre la superficie del dispositivo médico asociado, el tubo endotraqueal.

Por este motivo y con la necesidad de aplicar medidas preventivas, en este proyecto se han desarrollado y caracterizado tres recubrimientos antibacterianos de la superficie de tubos endotraqueales, los cuales pretenden inhibir la adhesión de los microorganismos y la formación del biofilm.

En primer lugar, se han sintetizado las películas de los 3 biomateriales escogidos: quitosano con nanopartículas de plata incorporadas, poliacrilamida con el mismo tipo de nanopartículas metálicas y finalmente, poliacrilamida con nanopartículas de óxido de zinc integradas.

Posteriormente, se ha logrado un recubrimiento estable de los biomateriales sobre la superficie del tubo endotraqueal y se ha caracterizado el tamaño de las nanopartículas sintetizadas incorporadas en los recubrimientos, las cuales han presentado unas dimensiones óptimas, sin implicar toxicidad y aportando efecto antibacteriano.

Finalmente, se ha demostrado el comportamiento bactericida de los 3 biomateriales sintetizados tanto en forma de películas como recubrimientos del dispositivo médico. La actividad antibacteriana ha sido comprobada respecto los mismos polímeros sin las nanopartículas y respecto el tubo endotraqueal sin recubrimiento.

Nosocomial infections cause high mortality, prolong hospital stay and increase healthcare costs. One of the most severe respiratory nosocomial pathologies is Ventilator-Associated Pneumonia (VAP), which is mainly caused by the formation of bacterial biofilm on the surface of the associated medical device, the endotracheal tube.

For this reason and with the need to apply preventive measures, in this project three antibacterial coatings for the surface of endotracheal tubes were prepared and characterized, which goal is to inhibit the adhesion of microorganisms and the formation of biofilm.

First of all, films of the 3 chosen biomaterials were synthesized. These were: chitosan with incorporated silver nanoparticles, polyacrylamide with the same type of metallic nanoparticles, and finally, polyacrylamide with integrated zinc oxide nanoparticles.

Subsequently, a stable coating of the biomaterials on the surface of the endotracheal tube was achieved and the dimensions of the synthesized nanoparticles incorporated in the coatings were characterized, which they have presented optimal dimensions, without implying toxicity and providing an antibacterial effect.

Finally, the bactericidal behavior of the 3 biomaterials synthesized both in the form of films and coatings of the medical device has been proved. The antibacterial activity has been verified with respect to the same polymers without the nanoparticles and with respect to the endotracheal tube without coating.