Un innovador proyecto de tesis de magíster en Ciencias de la Ingeniería mención Bioingeniería, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, estudió el uso de la concha de ostión chileno como potencial biomaterial para regeneración de tejido óseo.

En Chile, entre el 2020 y 2025, se estima que la esperanza de vida será de 77 años para los hombres y 83 para las mujeres, situación que hace necesario desarrollar soluciones para ciertas patologías propias de la tercera y cuarta edad, como la osteoporosis.

Con el paso de los años, tejidos y órganos pierden su integridad estructural, la tasa de formación ósea es menor a la tasa de degradación y los huesos pierden densidad presentando una mayor porosidad y volviéndose más propensos a fracturas.

Por lo general los reemplazos óseos se realizan a través de donación de hueso proveniente de un donante externo (aloinjerto) o del mismo paciente (autoinjerto). El problema del aloinjerto es que hay una mayor probabilidad de rechazo. Ambas opciones tienen la limitación de que se cuenta con cantidades limitadas de hueso.

Carbonato de calcio

El ostión chileno o Argopecten purpuratus tiene una distribución desde Paita, Perú, hasta Valparaíso, Chile, y se caracteriza por su concha abanico con dos valvas de forma circular, cada una con 23 a 26 estrías radiales.

Esta especie se recolecta principalmente en centros de cultivo ubicados en el norte de Chile, siendo la bahía de Tongoy el área principal, con más de 3.330 toneladas obtenidas en el año 2016. Los restos de estos organismos llegan a las costas y se acumulan en ellas, generando fangos y emisión de olores intensos y persistentes, y abriendo interesantes desafíos y oportunidades para la reutilización de estas conchas como biomaterial natural en la industria de la salud.

«Dentro de los biomateriales naturales se encuentran los de origen marino, que presentan una amplia diversidad de propiedades y características que han sido utilizadas para el diseño de múltiples productos tecnológicos. Han sido estudiados de manera extensa para el desarrollo de nuevos biomateriales que además presentarían beneficios económicos y ambientales», explica Muñoz.

La especialista señala que el material más común utilizado por los invertebrados para construir sus estructuras duras (conchas, placas, espículas, entre otras) es el carbonato de calcio, principalmente en forma de calcita y aragonita en organismos marinos; y añade: «Las conchas de moluscos están hechas principalmente de minerales, aproximadamente el 95% de su volumen y contiene una pequeña fracción de materiales orgánicos».

Biocompatibles

El innovador estudio demostró que las células de tejido gingival sería biocompatibles con conchas de ostión y éstas no generarían toxicidad. Adicionalmente, comprobó que su capacidad de adhesión inicial permite a largo plazo tener una cobertura casi completa del material por parte de las células.

Juan Francisco Vivanco, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias, y director de B3Mat, valoró que «este estudio contribuye al desarrollo de estrategias para valorizar el uso de biomateriales naturales y artificiales para potenciales aplicaciones biotecnológicas y biomédicas. Para eso hemos establecido una plataforma tecnológica multiescala e integrativa de modelos biomecánicos experimentales, modelos biológicos in vitro y modelos computacionales».

Para la ingeniera Muñoz, es importante que «como seres humanos vayamos innovando para mejorar nuestra manera de vivir de la manera menos destructiva posible, disminuyendo el uso de recursos y la contaminación de nuestro planeta, por esto el desarrollo de materiales de origen natural es una alternativa importante, disminuye costos y permite tener un desarrollo sustentable hacia nuevas tecnologías», concluyó.

El proyecto se realizó durante dos años y medio, y estudió tres tipos de adhesión de las caras de las conchas de ostión chileno, dentro del Grupo de Investigación Multidisciplinario B3Mat (Biological, Bioinspired and Biomaterials) del Centro de Innovación en Bioingeniería (UAI-BIO) de la Universidad Adolfo Ibáñez, Campus Viña del Mar.

Los profesores del UAI-BIO Carola Millán, Isabel Benjumeda y Juan Francisco Vivanco, autores del proyecto de investigación, guiaron a Ignacia Muñoz en la cuantificación de los resultados experimentales.