Liberación controlada de antibióticos de hidrogeles de alginato y fibrina cargados en emulsión utilizando ultrasonido

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Biomateriales Ciencia de los Biomateriales.
• Sistemas de suministro de drogas Sistemas de suministro de drogas.
• Cirugía Ortopédica en Cirugía Ortopédica.

Sus antecedentes:

• Las infecciones postoperatorias son una complicación significativa después de la cirugía de fusión espinal, a menudo debido a bacterias resistentes a los antibióticos.
• La profilaxis actual de antibióticos a corto plazo y la administración local de vancomicina (VAN) son insuficientes para prevenir infecciones de aparición tardía debido a la rápida disminución de los niveles de fármaco.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema compuesto de hidrogel para la liberación sostenida y desencadenada por ultrasonido de vancomicina (VAN).
• Evaluar la cinética de liberación del fármaco y la eficacia antibacteriana del hidrogel desarrollado contra Staphylococcus aureus.

Principales métodos:

• Fabricación de emulsiones agua-en-aceite-en-agua utilizando perfluorohexano y incrustándolas dentro de hidrogeles de alginato o fibrina.
• Cuantificación de la liberación de VAN utilizando espectrofotometría y etiquetado fluorescente.
• Evaluación de la actividad antibacteriana contra el Staphylococcus aureus, con y sin estimulación de ultrasonido.

Principales resultados:

• Los hidrogeles cargados con emulsión redujeron significativamente la fuga prematura de VAN en comparación con los hidrogeles cargados directamente, mostrando una retención de >70% en el día 1.
• La aplicación de ultrasonido desencadenó una liberación significativa de VAN, aumentando la administración del medicamento hasta 8.75 veces en alginato y 27.5 veces en hidrogeles de fibrina después de 7 días.
• Los hidrogeles de emulsión de alginato demostraron una actividad antibacteriana medible, mejorada significativamente por el tratamiento con ultrasonido (p < 0,05).

Conclusiones:

• La plataforma de hidrogel compuesto desarrollada permite la entrega de VAN de modo dual, ofreciendo tanto la liberación de línea de base sostenida como el refuerzo bajo demanda, desencadenado por ultrasonido.
• Este sistema proporciona control espacial y temporal sobre la liberación de fármacos, lo que potencialmente mejora las estrategias de prevención de infecciones en cirugías ortopédicas.
• Los hidrogeles a base de alginato son prometedores para la administración efectiva de VAN y la acción antibacteriana, alineando la liberación del fármaco con las necesidades clínicas para una cobertura prolongada.