Tendiendo en cuenta estos datos, combatir esta crisis no consiste únicamente en desarrollar nuevos antibióticos, también es necesario innovar a la hora de prevenir las infecciones. En este contexto, los materiales antimicrobianos emergen como una vía de investigación capaz de actuar antes de que la infección llegue a producirse.
La innovación en forma de materiales
Desde 2010, el grupo Copromat del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC), dirigido por la investigadora Ana Conde del Campo, trabaja en una estrategia para dificultar que estas bacterias lleguen a colonizar los implantes quirúrgicos (p ej: prótesis de cadera o de rodilla). La idea surgió a partir de la colaboración con médicos y traumatólogos, que plantearon al grupo la posibilidad de modificar las aleaciones de titanio utilizadas en las prótesis para aportarles una resistencia adicional frente a la adherencia bacteriana.
El objetivo, como explica la Dra. Ana Conde para Univadis España, es conseguir que “las células humanas fueran capaces de cubrir esa superficie del implante antes de que lo hiciesen la bacteria, para ello se crea una película que dificulta la adherencia de las mismas”. El equipo modifica la superficie de titanio del implante creando una capa de óxido de titanio con flúor y una estructura de diminutos tubos que reduce la adherencia bacteriana y, además, permite utilizar la superficie del implante como una plataforma capaz de liberar antibióticos previamente inyectados al material.
La diferencia respecto al uso convencional de estos fármacos está precisamente en el momento en el que se intenta actuar. “Normalmente, se utiliza un antibiótico cuando ya tienes una infección establecida”, explica Conde. “En cambio, la estrategia del grupo busca dificultar la colonización desde el principio, de manera que el sistema inmunológico pueda eliminar las bacterias antes de que estas se establezcan sobre el implante. Una vez adheridas al biomaterial, las bacterias comienzan a formar un biofilm que les proporciona condiciones favorables para sobrevivir y las hace mucho más difíciles de combatir con tratamientos posteriores”.
El desarrollo llegó a probarse en un modelo animal y, según explica la investigadora, alcanzó una eficacia del 99 % cuando se inducía una infección con bacterias responsables de infecciones protésicas. Además, la superficie puede utilizarse para algo más que liberar antibióticos: también puede incorporar sustancias capaces de favorecer la adhesión de las células al implante, ampliando el margen de tiempo para evitar la colonización bacteriana.
Actualmente, el equipo liderado por la Dra. Ana Conde, también trabaja en otro de los factores que pueden determinar el éxito de una prótesis: el ajuste mecánico entre el implante y el hueso. Un implante demasiado rígido puede dificultar la correcta transmisión de las cargas y favorecer, con el tiempo, el afloje del mismo. Para evitarlo, el equipo estudia tanto nuevas composiciones de las aleaciones de titanio, con menor módulo de Young (un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico), como la fabricación aditiva de implantes con geometrías porosas que permitan reducir su rigidez y mejorar su integración con el hueso.
Las estrategias del grupo del CENIM-CSIC forman parte de una línea de investigación más amplia que busca utilizar los propios materiales para prevenir las infecciones y reducir la dependencia de los antibióticos. Este no es el único equipo de investigadores trabajando en esta línea, una revisión publicada de 2018 recoge diferentes aproximaciones, desde materiales que dificultan la adhesión y la formación de biofilms hasta otros capaces de actuar sobre mecanismos de virulencia bacteriana o mediante mecanismos antimicrobianos distintos a los de los antibióticos convencionales. Entre las tecnologías estudiadas por esta unidad de medicina clínica de la Universidad de Cambridge se encuentran las nanopartículas, los hidrogeles y los recubrimientos de superficies.[6]
Otras alternativas hacia un futuro sin resistencias
La modificación de los materiales ofrece, por tanto, distintas formas de hacer frente a las infecciones sin depender exclusivamente de los antibióticos. Una de ellas consiste en diseñar superficies capaces de controlar la interacción con las bacterias. Es la línea en la que trabaja el equipo de Enrique Martínez-Campos, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC), que ha desarrollado superficies poliméricas con estructuras microscópicas en forma de panal. Estas microestructuras pueden modificar la manera en que las bacterias se adhieren al material y dificultar su colonización. En otros estudios experimentales, superficies con patrones de aproximadamente un micrómetro redujeron la adhesión y el crecimiento de Escherichia coli y Staphylococcus aureusfrente a superficies planas, mostrando que la propia topografía del material puede convertirse en una herramienta antibacteriana.[7]
Otra posibilidad es utilizar la luz como interruptor para activar la acción antimicrobiana. El grupo de Rosario Núñez, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), trabaja en terapia fotodinámica antimicrobiana: moléculas fotosensibles que, al recibir luz en presencia de oxígeno, generan especies reactivas capaces de dañar y destruir las bacterias. En un trabajo publicado en 2025, el equipo desarrolló nuevas moléculas basadas en BODIPY y clústeres de boro que mostraron actividad frente a bacterias Gram positivas multirresistentes, entre ellas Staphylococcus aureus y Enterococcus faecium. Una de las moléculas consiguió eliminar por completo S. aureus a una concentración de 5 μM bajo luz verde, mientras que los compuestos mostraron una toxicidad prácticamente nula en ausencia de luz.[8]
La tercera estrategia se inspira directamente en las defensas del propio organismo. El equipo de Imma Ratera, del ICMAB-CSIC y CIBER-BBN, ha trabajado en modificar superficies de poliuretano utilizadas en dispositivos médicos, como los catéteres, para incorporar α-defensina 5, una proteína humana con actividad antimicrobiana. En un estudio publicado en 2025, los investigadores consiguieron crear una superficie funcionalizada con esta proteína que redujo la formación de biofilms de Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) y Staphylococcus epidermidis resistente a meticilina (MRSE). El resultado apunta a una vía para proteger los dispositivos médicos desde el momento de su colocación y evitar que las bacterias encuentren en ellos un lugar donde establecerse.[9]
Aunque las estrategias son diferentes, todas parten de una misma idea: actuar antes de que una infección se establezca o buscar mecanismos de eliminación diferentes de los antibióticos convencionales. En lugar de esperar a que las bacterias se multipliquen para combatirlas, la investigación en nuevos materiales intenta modificar el entorno que encuentran: dificultar que se adhieran, atraparlas, activar una respuesta antimicrobiana mediante la luz o incluso dotar a una superficie de moléculas que imiten nuestras propias defensas. Son aproximaciones todavía en distintas fases de desarrollo, pero muestran hasta qué punto la lucha contra las resistencias está abriendo un campo de investigación que va mucho más allá del descubrimiento de nuevos antibióticos.
La Dra. Ana Conde del Campo ha declarado no presentar conflictos de interés.
