Materiales antimicrobianos e ingeniería de tejidos

El desarrollo de nuevos biomateriales y las técnicas de ingeniería de tejidos han adquirido gran importancia en las últimas décadas como nuevas estrategias terapéuticas para reparar, recuperar o sustituir funciones, tejidos u órganos dañados o perdidos.  Los comienzos de la investigación del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) en el campo de los biomateriales se remontan al año 2001 en el que el grupo de Materiales Nanoestructurados dirigído por el Prof. Torrecillas en el Instituto Nacional del Carbón (INCAR) lideró el proyecto Europeo del V Programa Marco Bioker “Extending the lifespan of orthopaedic implants: development of ceramic hip and knee prostheses with improved zirconia toughened alumina nanocomposites” en el que se logró desarrollar un nuevo material composite con valores de resistencia a la fatiga nunca antes alcanzados en materiales cerámicos oxídicos.

A partir del año 2005, en una clara apuesta por el crecimiento de esta línea de investigación, el CINN comenzó a iniciar colaboraciones así como a incorporar a su plantilla nuevos investigadores del campo de la biología y la medicina, formando un equipo interdisciplinar que sabíamos imprescindible para alcanzar un conocimiento científico profundo de las interacciones generadas entre los materiales implantables y el medio biológico. Igualmente, las aplicaciones del mundo de las nanopartículas al sector biomédico impulsaron el crecimiento de líneas de investigación como la de materiales biocidas donde el estudio de la interacción de las nanopartículas con las células resultó ser un punto clave.

Investigación de materiales multifuncionales para aplicaciones biomédicas

Los materiales cerámicos son especialmente interesantes para ser utilizados en implantología. Desde un punto de vista químico su naturaleza es semejante a la de los huesos naturales y son resistentes a la corrosión. Además, en campos como el dental, cuenta con una ventaja adicional desde el punto de vista estético. Sin embargo, aún es necesario solucionar sus limitaciones desde el punto de vista mecánico.

Por otro lado, el uso inapropiado de los antimicrobianos en el pasado y en el presente pone en peligro el bienestar de las generaciones futuras. La aparición y propagación de la resistencia a los antimicrobianos entre muchos microorganismos es un problema mundial que requiere investigación urgente. La resistencia a los antimicrobianos ya comporta una pesada carga social y económica y se estima que es responsable de 25.000 muertes al año sólo en la Unión Europea y de 700.000 muertes al año en todo el mundo. La resistencia a los agentes antimicrobianos es particularmente importante en los hospitales, cuya población es sumamente susceptible y puede actuar como reservorio permanente de resistencia o como fuente de amplificación de la transmisión de bacterias resistentes en ausencia de programas eficaces de control de las infecciones. Ante este escenario es clave impulsar la investigación, el desarrollo y la innovación para colmar las lagunas de conocimiento actuales, procurando nuevas soluciones e instrumentos para la prevención y el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Esta línea de investigación tiene por objetivos el desarrollo de prótesis cerámicas con mayor tiempo de vida, el desarrollo de implantes con mejor respuesta biológica mediante su biofuncionalización y la investigación en nuevos biovidrios y vitrocerámicas bioactivas que puedan ser utilizados en aplicaciones biomédicas de tal forma que presenten mejores propiedades mecánicas, mayor biosolubilidad y actividad antimicrobiana que los productos que actualmente están en el mercado.

• Roberto López‐Píriz, Belén Cabal, Lidia Goyos‐Ball, Adolfo Fernández, José F. Bartolomé, José S. Moya, Ramón Torrecillas. Current state-of-the-art and future perspectives of the three main modern implant-dentistry concerns: Aesthetic requirements, mechanical properties, and peri-implantitis prevention. Journal of Biomedical Materials Research – Part A 107(7), pp 1466-1475, 2019.
  Impact factor 3,231   Cuartil: Q1
• Roberti A., Valdes A.F., Torrecillas R., Fraga M.F., Fernandez A.F. Epigenetics in cancer therapy and nanomedicine. Clinical Epigenetics 11(1) page 18, 2019.
  Impact factor: 6,091   Cuartil: Q1
• Belén Cabal, David Sevillano, Elisa Fernández-García, Luis Alou, Marta Suárez, Natalia González, José S. Moya, Ramón Torrecillas. Bactericidal ZnO glass-filled thermoplastic polyurethane and polydimethyl siloxane composites to inhibit biofilm-associated infections. Scientific Reports 9(2762) 2019.
  Impact factor: 4,011   Cuartil: Q1
• M.Miranda, R.Torrecillas, A.Fernández. Reactivity of Ca and P precursors to form hydroxyapatite and its influence on the properties of the obtained powders. Ceramics International 46(17) pp 27860-27865, 2020.
  Impact factor: 3,830   Cuartil: Q1
• Suárez, M., Fernández-García, E., Fernández, A., López-Píriz, R., Díaz, R., Torrecillas, R. Novel antimicrobial phosphate-free glass–ceramic scaffolds for bone tissue regeneration. Scientific Reports 10(1) 13171, 2020
  Impact factor: 3,998   Cuartil: Q1
• Raúl F. Pérez, Anna Yunuen Soto Fernández, Pablo Bousquets Muñoz, Marta I. Sierra, Juan Ramón Tejedor, Paula Morales-Sánchez, Adolfo F. Valdés, Ricardo Santamaría, Clara Blanco, Ramón Torrecillas, Mario F. Fraga & Agustín F. Fernández No genome-wide DNA methylation changes found associated with medium-term reduced graphene oxide exposure in human lung epithelial cells Epigenetics,15(3), 283-293, 2020
  Impact factor: 4.251   Cuartil: Q1
• Goyos-Ball, L; Prado, C;Diaz, R; Fernandez, E; Ismailov, A; Kumpulainen, T; Levanen, E; Torrecillas, R; Fernandez, A. The effects of laser patterning 10CeTZP-Al2O3 nanocomposite disc surfaces: Osseous differentiation and cellular arrangement in vitro. Ceramics International 44, 8, 1, 9472-9478, 2018
  Impact factor: 3,057    Cuartil: Q1

• Suarez, M; Gomez, E; Murillo, A; Fernandez, A; Carrocera, S; Martin, D; Torrecillas, R; Munoz, M. Development of a novel 3D glass-ceramic scaffold for endometrial cell in vitro culture. Ceramics International 44, 12,14920-14924, 2018
  Impact factor: 3,057    Cuartil: Q1

• Lidia Goyos-Ball; Esther García-Tunón; Elisa Fernández-García; Raquel Díaz; Adolfo Fernández; Catuxa Prado; Eduardo Saiz; Ramón Torrecillas. Mechanical and biological evaluation of 3D printed 10CeTZP-Al2O3structures. Journal of the European Ceramic Society. 37, pp. 3151 – 3158. 2017.
  Impact Factor: 3,794    Cuartil: Q1

• Lidia Goyos-Ball; Elisa Fernández; Raquel Díaz; Adolfo Fernández; Catuxa Prado; Ramón Torrecillas; Eduardo Saiz. Osseous differentiation on freeze casted 10CeTZP-Al2O3 structures. Journal of the European Ceramic Society. 37, pp. 5009 – 5016, 2017.
  Impact Factor: 3,794    Cuartil: Q1

• Esteban-Tejeda, L.; Zheng, K.; Prado, C.; Cabal, B.; Torrecillas, R.; Boccaccini, A.R.; Moya, J.S.Bone tissue scaffolds based on antimicrobial SiO2-Na2O-Al2O3-CaO-B2O3 glass. Journal of Non-Crystalline Solids. 432, pp. 73 – 80. 2016.
  Impact Factor: 2,124    Cuartil: Q1

• Diaz, LA; Cabal, B; Prado, C; Moya, JS; Torrecillas, R; Fernandez, A; Arhire, I; Krieg, P; Killinger, A; Gadow, R. High-velocity suspension flame sprayed (HVSFS) soda-lime glass coating on titanium substrate: Its bactericidal behaviour. Journal of the European Ceramic Society. 36 – 10, pp. 2653 – 2658. 2016.
  Impact Factor: 3,454    Cuartil: Q1

• Moya, J.S.; Martínez, A.; López-Píriz, R.; Guitián, F.; Díaz, L.A.; Esteban-Tejeda, L.; Cabal, B.; Sket, F.; Fernández-García, E.; Tomsia, A.P.; Torrecillas, R.. Histological response of soda-lime glass-ceramic bactericidal rods implanted in the jaws of beagle dogs. Scientific Reports. 6, 2016.
  Impact Factor: 4,259    Cuartil: Q1

• Esteban-Tejeda, L.; Smirnov, A.; Prado, C.; Moya, J.S.; Torrecillas, R.; Bartolomé, J.F. Multifunctional ceramic-metal biocomposites with Zinc containing antimicrobial glass coatings. Ceramics International. 42 – 6, pp. 7023 – 7029. 2016.
  Impact Factor: 2,986    Cuartil: Q1

• Sierra MI; Valdés A; Fernández AF; Torrecillas R; Fraga MF. The effect of exposure to nanoparticles and nanomaterials on the mammalian epigenome. International Journal of Nanomedicine. 11, pp. 6297 – 6306. 2016.
  Impact Factor: 4,3    Cuartil: Q1

• Esteban-Tejeda, L; Prado, C; Cabal, B; Sanz, J; Torrecillas, R; Moya, JS. Antibacterial and Antifungal Activity of ZnO Containing Glasses. PLOS ONE. e0136490, 2015.
  Impact Factor: 3,057    Cuartil: Q1

• López-Píriz R; Solá-Linares E; Rodriguez-Portugal M; Malpica B; Díaz-Güemes I; Enciso S; Esteban-Tejeda L; Cabal B; Granizo JJ; Moya JS; Torrecillas R. Evaluation in a Dog Model of Three Antimicrobial Glassy Coatings: Prevention of Bone Loss around Implants and Microbial Assessments. PLOS ONE. 10 – e0140374, 2015.
  Impact Factor: 3,057    Cuartil: Q1

• Martinez A; Guitián F; López-Píriz R; Bartolomé JF; Cabal B; Leticia Esteban-Tejeda; Ramón Torrecillas; José S. Moya. Bone Loss at Implant with Titanium Abutments Coated by Soda Lime Glass Containing Silver Nanoparticles: A Histological Study in the Dog. PLoS ONE. 9 – 1, pp. e86926. 2014.
  Impact Factor: 3,234    Cuartil: Q1

Material cerámico cristalino, procedimiento de obtención y su aplicación contra fitopatógenos que afectan a plantas

• Inventores: José Serafín Moya Corral, Ramón Torrecillas San Millán, María Belén Cabal Álvarez
• Número de registro: P201831257