Plasmon-empowered Closed-loop Theranostics for Chronic Wound Biofilms

Descripción del proyecto

Apósitos plasmónicos inteligentes: detección y tratamiento de biopelículas

Las heridas crónicas afectan a millones de personas en todo el mundo, lo que provoca amputaciones y elevados costes sanitarios. Un obstáculo importante son las biopelículas bacterianas, comunidades de bacterias que se resisten a los tratamientos habituales y retrasan la cicatrización. El equipo del proyecto PROMPT, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, pretende transformar la atención sanitaria mediante la creación de un apósito «totalmente óptico» que combine el diagnóstico y el tratamiento en un único dispositivo. Mediante la incorporación de nanopartículas plasmónicas, el apósito detecta bacterias específicas utilizando la luz y, a continuación, convierte esa misma luz en calor dirigido para eliminar los biopelículas. El equipo del proyecto se centrará en la fabricación de estos apósitos y en el establecimiento de un tratamiento guiado por retroalimentación. En última instancia, PROMPT permitirá una gestión en tiempo real basada en información molecular, lo que sentará las bases para una nueva generación de dispositivos portátiles capaces de tratar una amplia gama de afecciones médicas más allá del cuidado de las heridas.

Objetivo

Chronic wounds affect millions of people worldwide, consume 1–3% of healthcare spendings in developed countries, and cause amputations and death. More than 60% of these wounds contain bacterial biofilms, which are treatment-resistant bacterial communities that impede healing and increase the incidence of medical complications. Current biofilm treatments are ineffective due to delayed treatment, lack of specificity toward the infecting biofilm, and poor performance against biofilm defenses. This project addresses these challenges by developing an all-optical wound dressing that integrates molecular diagnostics and therapy (theranostics) in a closed-loop format, enabling treatment guided by real-time diagnostic feedback. These dressings incorporate plasmonic nanoparticles that serve dual roles: confining light for molecular sensing via surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and converting light into heat (thermoplasmonics) for therapy. The research will pursue three aims: (1) establish a nanomanufacturing strategy for dressing fabrication; (2) design a multistep therapeutic approach based on controlled heating via integrated temperature feedback; and (3) demonstrate closed-loop therapy guided by diagnostic feedback, benchmarking outcomes against unguided treatments. Together, these aims will validate the feasibility of molecularly informed, closed-loop biofilm management. In the long term, this work will lay the foundation for next-generation wearable and implantable theranostic devices, extending beyond wound care to enable dynamic, molecularly-informed management of various medical conditions.
The project combines the host lab’s expertise in thermoplasmonics with the candidate’s complementary background in SERS and nanoengineering. The fellowship will support the candidate’s career development by advancing skills in thermoplasmonics, strengthening interdisciplinary and clinical collaborations, and enhancing leadership, management, and networking capacity.