Las propiedades y ventajas del hierro fueron descubiertas en el siglo XII antes de Cristo, precisamente desde el inicio de la denominada Edad del Hierro cuando este metal comenzó a utilizarse para la fabricación de armas y herramientas.

A más de 3.200 años de aquel período, un equipo del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), perteneciente a la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y al CONICET, está trabajando con polvos de hierro (Fe) y magnesio para realizar implantes biodegradables y sintetizar nanopartículas de óxido de hierro con el fin de combatir infecciones bacterianas.

La emergencia de bacterias multi-resistentes a drogas ha convertido a las infecciones bacterianas en la principal amenaza para la salud pública y la economía. El uso incorrecto y abusivo de antibióticos ha dado lugar a la “era post-antibióticos”.

La doctora Natalia Fagali, investigadora del grupo IMBioMat del INIFTA explicó que "el hierro en el cuerpo se degrada y el organismo ya lo tiene como uno de sus elementos esenciales".

"La hemoglobina necesita el hierro para poder transportar el oxígeno por el torrente sanguíneo a todas las células. Como el cuerpo está preparado para utilizar ese hierro liberado desde un implante, además de transportarlo y almacenarlo, parece que la ecuación de la biocompatibilidad cierra sin deberle nada a nadie", detalló la especialista.

“Por este motivo, surge la idea de usar este metal, que es biocompatible y se degrada en contacto con los fluidos biológicos, para que, al finalizar su función, no sea necesaria una segunda cirugía para retirarlo y que desaparezca del organismo”, detalló Fagali. 

Según los investigadores, el problema que presenta el hierro cuando se lo utiliza como stent (malla que expande estructuras tubulares del cuerpo como vasos sanguíneos, esófago, uréter) o en implantes ortopédicos, es que su velocidad de degradación es aún demasiado lenta, y hace que se parezca más a los implantes permanentes, con sus complicaciones habituales, tales como retinosis, terapia antiplaquetaria extensa, rechazo, entre otros, que a un implante degradable.

“Para acelerar su velocidad de degradación se propusieron diversas estrategias como alearlo con otros metales (algunos de ellos bastante menos biocompatibles que el hierro), modificar su estructura superficial, o mezclarlo con otros compuestos tales como polímeros. Una propuesta es mezclar íntimamente al hierro con el magnesio (Mg), para generar lo que se denomina una aleación meta-estable", detalló la investigadora.

"El Fe y el Mg son metales que al fundirse no pueden formar una aleación. Entonces lo que se propone es, por procesos pulvimetalúrgicos (esto equivale a poner polvos de ambos elementos en un molino lleno de pequeñas bolitas de acero y mezclarlos a alta velocidad), obtener un polvo de Fe-Mg que luego permita obtener material masivo con el que construir diferentes implantes”, agregó Fagali.

“Se propuso el magnesio ya que, al igual que el hierro, es muy biocompatible y necesario sobre todo en el metabolismo óseo, pero a diferencia de este último su velocidad de degradación es demasiado elevada, haciendo que se degrade antes de finalizar su función de sostén”, indicó la especialista.

“Los resultados de nuestros estudios preliminares permitieron confirmar que la presencia de Mg induce una degradación más rápida del Fe, lo que hace que la velocidad de este proceso sea intermedia entre la del hierro y la del magnesio, además de tener una compatibilidad con cultivos celulares adecuada”, agregó la investigadora.

Otros estudios preliminares con el polvo de Fe-Mg compactado formando un disco, así como polvos embutidos en un polímero degradable (el PLLA), fueron promisorios en cuanto a la velocidad de degradación, mejorada con respecto al hierro puro, y la adecuada compatibilidad con cultivos celulares. Estos resultados permiten suponer que materiales formados por compactación a partir de estos polvos tendrán características adecuadas para la fabricación de implantes

Por otro lado, ensayos realizados con bacterias también demostraron que, gracias a la presencia de magnesio, los polvos al degradarse tienen efecto antimicrobiano, lo que resultaría una ventaja adicional teniendo en cuenta los numerosos casos de falla de implantes por infección que se contabilizan actualmente.

Este trabajo se realiza en colaboración con el Grupo AVANZA dirigido por la doctora Marcela Lieblich del CENIM en España y la doctora Rosa Lozano Puerto del CIB Margarita Salas, también de España.

Fuente: UNLP