La resistencia a los antimicrobianos se ha consolidado como una de las mayores amenazas sanitarias del siglo XXI. La creciente incapacidad de los antibióticos para combatir microorganismos que antaño se controlaban con facilidad ha llevado a hospitales, investigadores y organismos internacionales a advertir del riesgo real de regresar a una “era preantibiótica”. En ese escenario, una intervención quirúrgica rutinaria, una infección menor o una neumonía común podrían volver a ser potencialmente mortales.
Frente a esta crisis, la ciencia ya no se limita a la búsqueda de nuevos antibióticos. Una línea emergente y prometedora se centra en impedir que las infecciones se produzcan. En este contexto, los materiales antimicrobianos se han convertido en una pieza clave de la defensa. Diferentes grupos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, desarrollan superficies y compuestos que actúan desde el propio diseño del material: impiden la adhesión bacteriana, eliminan patógenos mediante mecanismos físicos o fotoquímicos y reducen la formación de biofilms sin favorecer la aparición de nuevas resistencias.
Uno de los ámbitos más críticos es el de los implantes y dispositivos médicos. En prótesis de cadera o rodilla, las infecciones suelen iniciarse poco después de la cirugía, cuando las bacterias se adhieren a la superficie y forman biofilms, estructuras protectoras que las hacen muy resistentes a los antibióticos.
Desde hace casi dos décadas, el grupo Copromat del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC), dirigido por Ana Conde del Campo, trabaja en superficies metálicas antimicrobianas. Su estrategia modifica el titanio de los implantes mediante el crecimiento de una capa de óxido de titanio con flúor y una estructura nanotubular. Esta modificación reduce la adherencia bacteriana y permite cargar la superficie con antibióticos, aumentando su eficacia frente a los patógenos más frecuentes en infecciones protésicas.
Los resultados muestran que estas superficies pueden eliminar más del 95 % de las bacterias depositadas sin afectar negativamente a la integración del implante en el hueso. Tras la pandemia, la misma aproximación se extendió a aceros inoxidables de uso hospitalario y en la industria alimentaria. En estos casos, los tratamientos reducen entre un 90 % y un 98 % la adhesión de bacterias como Escherichia coli, Salmonella o Listeria, limitando su propagación a través del contacto con superficies contaminadas.
Otra vía consiste en controlar la interacción entre bacterias y materiales. Enrique Martínez-Campos, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC), modifica superficies clínicas para dificultar la adhesión bacteriana sin perjudicar el crecimiento de las células humanas.
Su equipo ha desarrollado superficies con miles de microporos organizados como un panal. Durante la fabricación, pequeñas gotas de agua se condensan sobre una película polimérica y, al evaporarse, dejan una red de cavidades microscópicas. Estas estructuras atrapan a las bacterias y dificultan su supervivencia, mientras que las células humanas crecen con normalidad. El grupo también introduce grupos fluorados que modifican la interacción con el agua y los microorganismos, reforzando el efecto antiadhesivo sin perder biocompatibilidad. Técnicas de impresión en dos y tres dimensiones permiten fabricar estructuras microscópicas específicamente diseñadas para reducir la proliferación de bacterias y virus.
Para acercar los estudios a condiciones reales, han desarrollado un modelo de piel humana cultivada en laboratorio que reproduce epidermis y dermis, lo que facilita la evaluación más realista de nuevas estrategias antimicrobianas.
En el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), el grupo liderado por Rosario Núñez explora la terapia fotodinámica antimicrobiana. Esta técnica utiliza compuestos sensibles a la luz que, al irradiarse en presencia de oxígeno, generan especies altamente reactivas capaces de destruir bacterias.
El equipo ha desarrollado una familia de moléculas sintéticas activadas por luz, conocidas como BODIPY yodados (o conjugados con clústeres de boro), que mejoran su solubilidad y eficacia. Una de estas moléculas ha demostrado eliminar por completo cultivos de bacterias hospitalarias problemáticas como Staphylococcus aureus o Enterococcus faecium tras la exposición a luz verde. La activación controlada —solo actúan cuando reciben luz— reduce el riesgo de toxicidad y dificulta que las bacterias desarrollen resistencias, lo que las convierte en candidatas prometedoras para la desinfección de superficies y dispositivos médicos.
DISPOSITIVOS CON DEFENSAS NATURALES
La prevención de infecciones asociadas a catéteres centra el trabajo de Imma Ratera, también del ICMAB-CSIC y del CIBER-BBN. Su grupo modifica químicamente la superficie de polímeros como el poliuretano termoplástico, muy utilizado en estos dispositivos, mediante monocapas de moléculas autoensambladas. Así anclan de forma estable la proteína antimicrobiana humana α-defensina 5.
Esta funcionalización confiere una protección duradera frente a bacterias que suelen colonizar catéteres y formar biofilms resistentes. El resultado son materiales que impiden la colonización bacteriana desde el primer momento, reduciendo el riesgo de infecciones hospitalarias. Los trabajos se desarrollan en colaboración con centros sanitarios, lo que facilita su posible traslado a la práctica clínica.
OTRA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Belén Cabal Álvarez, del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC), trabaja con una visión integral One Health, que reconoce la interconexión entre salud humana, animal y ambiental. Su línea se centra en materiales antimicrobianos inorgánicos.En salud humana ha desarrollado recubrimientos para implantes, con especial atención al ámbito dental, orientados a prevenir la periimplantitis —una infección que provoca inflamación de los tejidos que rodean el implante—. Estos materiales reducen significativamente la formación de biofilm sin comprometer la biocompatibilidad. En sanidad animal busca minimizar focos de contaminación en entornos ganaderos, y en el ámbito ambiental trabaja en agentes para el control de fitopatógenos que afectan a cultivos. El enfoque apuesta por prevenir infecciones desde el origen y reducir la necesidad de tratamientos posteriores.
