Premiada la recerca pionera de Marc Iglesias: imitar les ales d'insectes per a un futur sense infeccions òssies

Marc Iglesias Fernández, doctorand del grup de recerca en  Biomaterials, Biomecànica i Enginyeria de Teixits (BBT) de l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la Univeristat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech, ha estat guardonat amb el premi a la millor Tesi Doctoral per Enginyers Industrials de Catalunya. El seu projecte, titulat “Imitació de la topografia de les ales d’insectes per inhibir la infecció òssia”, ha estat seleccionat entre 40 tesis doctorals presentades d'arreu de Catalunya, destacant pel seu potencial revolucionari en l'àmbit de la salut.

El jurat ha valorat especialment l'aplicació innovadora d'aquesta recerca en el camp de la salut, ja que obre noves fronteres en el desenvolupament d'empelts ossis, no només per a la prevenció d'infeccions, sinó també per afavorir la regeneració òssia. Aquesta distinció es va atorgar en el marc de la celebració de la tradicional Diada dels Enginyers.

Una solució innovadora contra la resistència als antibiòtics

La tesi d’Iglesias, dirigida per Maria Pau Ginebra, directora del grup BBT, i Montserrat Español, també del BBT, i del Departament de Ciència i Enginyeria de Materials i el Centre en Ciència i Enginyeria Multiescala de Barcelona, aborda un dels reptes més urgents de la medicina actual: la resistència als antibiòtics. "El que busquem és trobar propietats antibacterianes sense fer servir antibiòtics, perquè estem lluitant per trobar vies per evitar la resistència als antibiòtics que poden generar els bacteris", explica Iglesias. El  grup BBT treballa en el desenvolupament de biomaterials per a aplicacions mèdiques, i una de les línies es centra en  els empelts ossis, materials artificials que químicament s'assemblen a l'os natural i s'integren bé amb el cos.

L'estratègia central de la tesi s'inspira directament en la natura, concretament en les ales dels insectes. Segons el Marc Iglesias, "es va descobrir a Austràlia el 2012 que la superfície de les ales de molts insectes està feta d'una sèrie de punxes o protuberàncies que fan que quan els bacteris s'hi enganxen, en minuts estiguin tots morts". L'objectiu del seu treball ha estat replicar artificialment aquestes superfícies a l'os artificial per prevenir i evitar infeccions en un context clínic.

De la natura al laboratori: un material pioner

La reproducció d'aquestes microestructures es realitza mitjançant un procés químic, ajustant les condicions d'elaboració del mateix material d'os artificial. La singularitat d'aquest projecte és el doble impacte que té aquesta recerca, per una banda haver aconseguit mimetitzar l’efecte antibacterià, i per una altra els beneficis que pot aportar en un context clínic. "Som els primers a aconseguir fer-ho amb l'os artificial, amb els empelts artificials, amb un material que ja es comercialitza i es fa servir per regenerar os", destaca Iglesias. Aquesta aplicació és crucial, ja que fins ara aquesta estratègia només s'havia arribat a explorar recentment amb titani (per a aplicació en pròtesis), però no amb empelts ossis.

Les aplicacions d'aquest material són molt prometedores, especialment en cirurgies de trauma, que solen ser molt invasives i presenten un risc d'infecció associat d'aproximadament el 10-15%. Prevenir aquestes infeccions no només redueix la necessitat d'antibiòtics, sinó que també implica una millora significativa en la recuperació del pacient, disminuint els allargaments en l'hospitalització i els costos associats al sistema de salut.

La recerca d’Iglesias havia aconseguit uns resultats publicats del 86% de mort bacteriana, però nous treballs en laboratori han permès arribar al 95%.

Futur de la recerca: entendre el per què i potenciar sinergies

Iglesias explica que la seva tesi ha estat el punt de partida del projecte europeu “Bio-inspired AntiMicrobial Bone Bioceramics. Deciphering contact-based biocidal mechanisms (BAMBBI)” guardonat amb un Advanced Grant per l’European Research Council (ERC). Això  permetrà aprofundir en el coneixement d'aquesta mecànica antimicrobiana. "El gran interrogant és  que se sap que funciona, però no s'acaba de saber per què", afirma. Actualment, el seu treball se centra a descobrir la mecànica de com aquestes topografies ataquen els bacteris, des d'un punt de vista químic i genètic, per poder millorar encara més les propietats del material.

L'equip de recerca també explora la combinació d'aquesta estratègia amb altres elements que no són antibiòtics, com la inclusió d'ions o pèptids amb propietats antimicrobianes, buscant crear "sinergies per potenciar encara més la mortalitat dels bacteris".

Tot i que la translació comercial al sector biomèdic requereix temps, assenyala que "el mètode que estem trobant és certament reproduïble i el mètode d'elaboració tampoc és gaire complex ni car, cosa que ho fa bastant plausible pel que fa a exportar-ho a l’àmbit industrial". El següent pas inclou la realització d'experiments per avaluar la resposta en un context biològic més enllà del laboratori, amb l'objectiu final de la translació al món clínic.

Premiats a la Diada dels Enginyers Industrials de Catalunya 2025

Marc Iglesias recull el seu premi, atorgat per Fundació Caixa d'Enginyers