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NANOTECNOLOGIA

Nanosistemas para mejorar la inhibición de infecciones en la piel

La formación de biopelículas es un factor de virulencia importante para los microorganismos oportunistas que provocan infecciones en la piel.

Microbiota cutánea e infecciones en la piel

La influencia de la microbiota cutánea en el tratamiento de la salud y las infecciones en la piel se ha investigado ampliamente en los últimos años. La distribución y el crecimiento del microbioma cutáneo dependen del microambiente de la región cutánea. Existen diferencias en la población microbiana, la diversidad y la uniformidad entre los sitios húmedos, secos y sebáceos. Además el microambiente ácido y pobre en nutrientes de la piel, puede conducir a una distribución específica de microorganismos específicos y provocar abscesos, espinillas, celulitis infecciosa, verruga, impétigo, Sarna.

Infección cutánea

La aparición de resistencia microbiana a los antibióticos se está convirtiendo en un problema importante debido a su amplio uso y abuso. La mayoría de las infecciones son inducidas por bacterias. Las bacterias que causan infecciones en la piel pueden existir en diferentes formas en el cuerpo humano. Los antibióticos suelen presentar una actividad limitada para matar microbios intracelulares. Se necesita una alta concentración de antibiótico para eliminar las bacterias intracelulares, lo que resulta en posibles efectos adversos y toxicidad.

Antibióticos para Infecciones en la piel

Recientemente, la aplicación de la nanomedicina ha iniciado una era innovadora en la terapia con antibiofilm.
Las nanopartículas se han empleado ampliamente para mejorar la absorción tópica de fármacos. Esto debido a la capacidad de mejorar la permeabilidad y biodisponibilidad del epitelio, prolongando así la bioactividad de los fármacos en el nido cutáneo. Los nanosistemas pueden promover la liberación cutánea en función de la afinidad con el estrato córneo, la fácil formación de un depósito de fármaco, las interacciones específicas entre las nanopartículas y la piel y las formas flexibles que se introducen en la piel. Las nanopartículas se pueden aplicar para la cicatrización de heridas y las infecciones microbianas asociadas. Todo debido a la capacidad de prolongar la liberación del fármaco y la amplia distribución en el área de la herida.

Debido a sus estructuras flexibles y liberación controlada de fármacos, algunas nanopartículas funcionan como portadores de administración de antibióticos para la erradicación de biopelículas. El atrapamiento de antibióticos en nanovehículos proporciona protección al fármaco durante el proceso de administración, mejorando y prolongando así la eficacia antimicrobiana. Las interacciones entre el biofilm y las nanopartículas tienen tres etapas:

  • Transferencia de nanopartículas en la vecindad del biofilm
  • Adhesión a la superficie del biofilm
  • Migración al biofilm.

Una vez que las nanopartículas se depositan en el biofilm, se distribuyen y difunden en el biofilm a través de la matriz de EPS. La difusión de nanopartículas dentro de la biopelícula depende del tamaño de poro de la matriz, la presencia de canales acuosos, la lipofilicidad ambiental y la carga de EPS y nanopartículas.

Nanopartículas metálicas

Son partículas rígidas hechas de varios materiales, como metales (p. Ej., Hierro, oro y plata) y óxidos metálicos (p. Ej., Dióxido de titanio, óxido de zinc y óxido de hierro). Pueden liberar iones para atacar el EPS o los microorganismos. Algunas pueden interactuar con el EPS como resultado de la interacción de los grupos funcionales de la superficie o de la carga. Las nanopartículas de plata tienen propiedades antimicrobianas que se atribuyen principalmente al daño directo a la membrana bacteriana y a la liberación continua de iones.

Los iones de zinc suprimen la actividad enzimática de la proteína DapE involucrada en la síntesis de peptidoglicanos; lo que conduce al fracaso del desarrollo inicial de la biopelícula. La exposición a nanopartículas de óxido metálico, como los nanosistemas de dióxido de titanio, puede destruir la biopelícula, debido a la producción de ERO y oxidación de lípidos. Las nanopartículas de base metálica aplicadas tópicamente son especialmente viables para el tratamiento de las biopelículas producidas en las infecciones de la piel.

Nanopartículas de polímero

Las características especiales de las nanopartículas poliméricas son sus propiedades controlables adaptadas a una carga en particular y al tamaño apropiado para la penetración de tejidos. Esto a través de la focalización pasiva o activa, el tráfico celular específico y la modulación sin esfuerzo de la administración de fármacos. Materiales poliméricos, como poliestireno, alcohol polivinílico (PVA), ácido poliláctico (PLA), ácido poliglicólico y celulosa, entre otros; se han empleado para la preparación de nanopartículas poliméricas con el objetivo de administración de fármacos o aplicaciones terapéuticas.

Los polímeros de quitosano son un aminopolisacárido natural que muestra actividades antibacterianas y antibiofilm. Las nanopartículas poliméricas podrían usarse como posibles nanoportadores tópicos para enmascarar las propiedades fisicoquímicas de los medicamentos y mejorar la administración de la piel. Los polímeros tienen las ventajas de una baja toxicidad y una alta biocompatibilidad durante la administración de fármacos.

Nanopartículas lipídicas

Los liposomas, las nanoemulsiones, las nanopartículas de lípidos sólidos (SLN) y los portadores de lípidos nanoestructurados (NLC) se pueden clasificar como nanopartículas a base de lípidos con una característica suave. Estas son algunas de las formulaciones más prometedoras para la administración de fármacos y genes o para dirigirse al nido. Todo debido a sus propiedades fisicoquímicas adaptables, perfiles de seguridad bien establecidos y la facilidad de ampliación. Los nanoportadores de lípidos representan una alternativa superior a las nanopartículas metálicas o poliméricas; ya que generalmente están compuestos de materiales lipídicos aprobados por la USFDA.

Estos nanoportadores se han utilizado ampliamente en aplicaciones cutáneas tópicas debido a su alta encapsulación de fármacos, biocompatibilidad, mayor permeación cutánea. Además de su acumulación folicular y dirección cutánea. Los liposomas son las nanoformulaciones basadas en lípidos más centradas en la comercialización y los estudios clínicos. Las nanoemulsiones proporcionan un potencial significativo como aditivos funcionales en cosméticos, administración de fármacos tópicos y productos farmacéuticos.

Nanotecnología aplicada para infecciones en la piel

La selección del tipo de nanopartículas es importante para que la administración de antibióticos muestre una actividad máxima y efectos secundarios mínimos. El uso de nanopartículas se considera una estrategia eficaz para el direccionamiento de biopelículas debido a sus numerosas ventajas sobre las formulaciones convencionales. Existe la necesidad de extender la aplicación de estos nanosistemas a enfermedades e infecciones de la piel como EA, acné y foliculitis. No obstante, la disponibilidad de nanomedicinas aprobadas anteriormente por la FDA ha fomentado el potencial de las nanopartículas antimicrobianas para uso clínico.

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