Científicos elaboran un biomaterial para reparar tejidos humanos

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Científicos elaboran un biomaterial para reparar tejidos humanos

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, han desarrollado un nuevo biomaterial, elaborado a partir de residuos de acuicultura, como la piel de rana de toro y de escamas de pescado podría utilizarse para favorecer la regeneración del tejido óseo perdido por enfermedades o lesiones.

Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Materials Science and Engineering C.

Se trata de un biomaterial poroso que contiene los mismos componentes que abundan en los huesos, y actúa como un andamio al que se adhieren y multiplican las células formadoras de hueso, favoreciendo la formación de hueso nuevo.

El equipo investigador descubrió que las células que forman hueso sembradas en el andamio del biomaterial se adherían y multiplicaban, lo que significa que hay crecimiento. Además, se comprobó que el riesgo de inflamación es relativamente bajo.

Este método podría ser utilizado para regenerar tejido óseo perdido por causa de enfermedades o lesiones, como también al crecimiento óseo alrededor de algunos implantes quirúrgicos, como los dentales.

La producción de este biomaterial, además, aborda el problema de los desechos provenientes de la acuicultura, ya que cada año se desechan más de 20 millones de toneladas de subproductos de la pesca, como aletas, escamas y pieles. En Singapur, tanto la piel de rana como las escamas de pescado son dos de los mayores flujos de residuos acuícolas del país.

Asimismo, los investigadores han presentado patentes para las aplicaciones de cicatrización de heridas e ingeniería de tejidos óseos del biomaterial. Actualmente se encuentran evaluando la seguridad y la eficacia a largo plazo del biomaterial como producto dental, con la idea de acercar esta tecnología de conversión de residuos a recursos a su comercialización.

El proceso de fabricación involucra la extracción en primer lugar del tropocolágeno de tipo 1 de las pieles desechadas de la rana toro americana, criada de manera local e importada en grandes cantidades a Singapur para su consumo y también la hidroxiapatita, un compuesto de fosfato de calcio que se halla en las escamas del pez cabeza de serpiente.

Tanto el colágeno como la hidroxiapatita son dos compuestos que se encuentran en los huesos, lo que confiere al biomaterial una estructura, una composición y una capacidad de promover la fijación de las células que son como el hueso. Ambos componentes también le otorgan resistencia al biomaterial.

El procedimiento contempla la eliminación de todas las impurezas de la piel de la rana toro, luego se mezcla para formar una pasta espesa de colágeno que se diluye con agua. El siguiente paso consiste en extraer el colágeno de la mezcla. Así, se ha podido obtener el mayor rendimiento de colágeno llegando a casi un 70%, logrando convertirlo en un método comercialmente viable.

Por otra parte, la hidroxiapatita se extrae de escamas de pescado desechadas mediante calcinación, un proceso de purificación que requiere altas temperaturas para eliminar la materia orgánica, y luego se deja secar al aire.

El biomaterial se sintetiza agregando polvo de hidroxiapatita al colágeno extraído, para luego fundirlo en un molde para producir un andamio poroso en 3D. Este proceso ha tenido una duración de casi dos semanas, aunque los científicos sostienen que este tiempo puede variar.

El equipo de investigación espera trabajar en un futuro con distintos socios clínicos e industriales en estudios con animales, para averiguar cómo responderían los tejidos del cuerpo a este biomaterial a largo plazo; estudiar la capacidad del material para reparar defectos óseos y heridas dérmicas, y ver formas de acercar toda la línea tecnológica de conversión de residuos a recursos al mercado.