Investigadores de la UPM crean materiales para la regeneración ósea a partir de la manzana

Investigadores de la UPM crean materiales para la regeneración ósea a partir de la manzana


Un grupo de investigadores científicos del Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid (CTB-UPM), en colaboración directa con el Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM-CSIC) y de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha realizado un importante descubrimiento en materia de regeneración óseo-cartilaginosa. El grupo ha conseguido producir materiales 3D de carácter biocompatible. Lo más sorprendente es que dichos materiales se han obtenido a partir de residuos del orujo de manzana, utilizados para la elaboración de zumos.

Este descubrimiento puede suponer un gran avance para el tratamiento de enfermedades degenerativas de los huesos como son la osteoporosis, la artritis o la artrosis. Todas ellas, cada vez más presentes en la sociedad debido al creciente envejecimiento de la población.

El alto índice de producción de la manzana, uno de los puntos a favor del estudio

Una de las grandes ventajas de este estudio es que la manzana es una de las frutas con mayor producción en toda Europa, por lo que el residuo procedente de ella, utilizado para esta investigación, es muy abundante. La producción mundial de manzanas en 2015 alcanzó los 70 millones de toneladas, 10 de ellas procedían de la Unión europea (UE) y, dentro de esta última cantidad, más de medio millón vienen de España.

Hasta ahora, el uso de la manzana mas allá de su consumo directa como fruta, se utilizaba para la producción de zumos y como alimento animal. El 75 por ciento de la fruta era la parte empleada para la elaboración de los zumos y la parte restante, la conocida como orujo de manzana y que contiene aproximadamente entre el 20 y el 30 por ciento de materia seca, se usaba como alimento animal de bajo coste. Ahora, con el estudio de la UPM, este elemento, considerado un residuo, adquiere una mayor importancia.

El problema con el que se han encontrado los investigadores, es que este orujo de manzana contiene una importante cantidad de agua, por lo que el tratamiento para la obtención de los mencionados materiales biocompatibles debe ser casi inmediato para evitar la putrefacción y estos tratamientos son costosos

El proceso de extracción y tratamiento químico del residuo de manzana

El procedimiento llevado a cabo por los investigadores de la UPM en colaboración con el CSIC consiste en la extracción secuencial de las llamadas moléculas bioactivas de la manzana, entre las que destacan los antioxidantes y la pectina. A partir de ellas, se obtiene un residuo con el que se prepara un biomaterial con una serie de cualidades que lo hacen perfecto para utilizarlo en la ingeniería tisular, también conocida como ingeniería de tejidos o medicina regenerativa. Estas cualidades, sobre todo, están relacionadas con la porosidad del material resultante y su textura.

La primera extracción es la de los antioxidantes y la pectina (un hidrato de carbono muy común en los vegetales), que representan el 2 y el 10 por ciento respectivamente del peso seco del residuo de la manzana (u orujo de manzana).La pectina es especialmente importante debido a su alta biocmompatiblidad de cara a la obtención final del material regenerador óseo-cartilaginoso. De hecho, en la actualidad y con independencia de este estudio, la pectina se utiliza ya en fármacos antitumorales y en otros para la curación de heridas en la piel.

Una vez obtenido el residuo con la pectina, éste es modificado de forma química para la creación de materiales cuyas características y propiedades puedan impulsar el crecimiento celular. Para el caso que nos ocupa, que es el de la regeneración ósea, se busca la multiplicación y crecimiento de dos células, los osteoblastos y los condrocitos, ambas directamente relacionadas con la regeneración del tejido óseo y cartilaginoso.

La utilización del residuo de la manzana es económicamente más rentable

Otra de las ventajas de este estudio es que los residuos obtenidos de su trabajo tienen un precio asequible de aproximadamente 100 euros por tonelada, mientras que los productos con aplicaciones similares que ya existen  en el mercado cuestan más 100 euros por cada gramo. Por todo ello, estos residuos tienen un valor añadido muy importante, económicamente hablando, pues el índice de población con enfermedades óseas es cada vez más alto.

Milagros Ramos, una de las investigadoras y autoras de este estudio, resume el doble beneficio que a su juicio supone la investigación de la UPM: “Por un lado se usan residuos como fuente renovable de sustancias y materiales con gran valor y diversidad química y, por otro, se reduce el impacto que genera la acumulación de dichos residuos sobre el medioambiente, basándose en una filosofía de desperdicio cero de importancia tanto medioambiental como económica”.

La utilización del residuo de la manzana en la regeneración ósea-cartilaginosa es el primer paso, pues gracias a este estudio se están investigando nuevas aplicaciones tecnológicas para la regeneración de otro tipo de tejidos. Mediante las actuales técnicas de impresión 3D se pueden crear otros biomateriales de manera personalizada para cualquier persona.


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