Diseñan un biomaterial hecho con residuos de remolacha para regenerar huesos

Un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz ha desarrollado un material compatible con el organismo para regenerar huesos obtenido a partir de residuos de la industria de la remolacha. Tras ensayos celulares, los expertos han demostrado la viabilidad de este compuesto como sustituto sostenible y más barato que el componente habitualmente empleado en la formación del tejido óseo.

En concreto, han empleado Carbocal, resultante del proceso de separación de los "no azúcares" del jugo extraído en la remolacha azucarera y restos de pulpa seca de esta planta, como ha explicado la Fundación Descubre en una nota.

El nuevo compuesto artificial funciona como la hidroxiapatita natural, el material usado como relleno óseo en pequeños implantes y como recubrimiento de prótesis en cirugía ortopédica, traumatología y maxilofacial. Además, esta hidroxiapatita sintética proporciona una alternativa sostenible basada en la economía circular y reúne propiedades similares a la natura y a muy bajo coste.

Para su obtención se usa desechos agroalimentarios procedentes de la remolacha azucarera como materia prima, ofreciendo "una alternativa viable de valorización de residuos y subproductos, minimizando su impacto ambiental y contribuyendo al proceso de economía circular, en la que restos catalogados como desechos de un producto se utilizan para dar vida a otro en la propia planta donde se generan", ha explicado Miguel Suffo, el investigador principal del estudio en la UCA, en palabras recogidas por la Fundación Descubre.

Este biocompuesto es "más asequible" que la hidroxiapatita comercial, cuyo precio de mercado ronda los 400 euros por cada 100 gramos. En ese sentido, se ha indicado que el coste de la hidroxiapatita natural es "elevado" y que, sumado al hecho de que cada año se realizan aproximadamente "unas 6.000 intervenciones" que requieren el uso de materiales de relleno óseo en Andalucía, se comenzó a trabajar para conseguir un compuesto con las mismas características y que cumpliera las mismas funciones a partir de desechos de la industria agroalimentaria.

En este trabajo, titulado 'Biphasic Bioceramic Obtained from Byproducts of Sugar Beet Processing for Use in Bioactive Coatings and Bone Fillings', y publicado en la revista Journal of Functional Biomaterials, los expertos realizaron ensayos con células osteoblásticas, responsables de la producción de los huesos.

En concreto, realizaron diversos cultivos celulares sobre hidroxiapatita sintetizada con el fin de observar qué células se mantenían vivas y cuáles no superaban estos ensayos en cada caso. Con ello, comprobaron que las propiedades físicas y químicas y su composición son similares en cualquiera de los dos.

Los investigadores han demostrado la bioactividad de este biomaterial a través de una prueba de viabilidad donde el crecimiento celular con hidroxiapatita artificial fue casi equivalente al de la muestra control, en el que se utilizó este compuesto de origen natural. Para comparar los resultados, hicieron las mismas pruebas con dos muestras adicionales, una con hidroxiapatita obtenida a partir de Carbocal y otra con hidroxiapatita comercial.

Como ha aseguado Suffo, la biocompatibilidad de este material ha demostrado que "se integra bien" con los tejidos circundantes, favoreciendo el crecimiento y la proliferación de los osteoblastos, las células responsables de la formación ósea. También minimiza el riesgo de reacciones adversas y promueve una regeneración ósea exitosa cuando se usa como relleno óseo o como recubrimiento de prótesis, imitando las características de los huesos naturales y evitando la retracción del hueso.

Tras obtener estos resultados, los expertos estudian ahora cómo aplicar Carbocal y el polvo resultante de la producción de tapones de corcho como revestimiento para atenuar los ruidos en espacios interiores y evitar así su propagación.

Este trabajo de investigación se basa en la transferencia de conocimiento entre universidad y empresa y ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y cofinanciado por la Unión Europea. Asimismo, los grupos Azucarera Iberia y Nueva Comercial Azucarera han colaborado en este estudio, que se enmarca en el proyecto Agrocom.

Los responsables de este trabajo pertenecen a los departamentos de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial y de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica del Instituto de Microscopía Electrónica y Materiales.