Estudio científico de la UAI evalúa el uso de concha de ostión chileno como potencial biomaterial para regeneración de tejido óseo

El estudio de tesis pertenece a la profesional egresada del Magíster en Ciencias de la Ingeniería mención Bioingeniería, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, Ignacia Muñoz. El biomaterial a base de concha de ostión no genera toxicidad y demostró una satisfactoria adhesión celular en el corto plazo.

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 y cuantificó la capacidad de adhesión en el corto plazo del biomaterial a base de concha de ostión chileno, facilitando la posterior migración de las células, diferenciación y distribución.

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

Según análisis de datos demográficos mundiales, la esperanza de vida humana ha presentado un aumento constante durante el último siglo en la mayoría de los países, esto debido a factores como los cambios en el estilo de vida e importantes mejoras en el área de la salud. En este sentido, 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 nos obliga como sociedad a desarrollar soluciones para ciertas patologías propias de la tercera y cuarta edad, como es 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) 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.

El estudio de la ingeniera Ignacia Muñoz, Magíster en Ciencias de la Ingeniería mención Bioingeniería, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez; evaluó el uso de la concha del ostión chileno como biomaterial natural compatible con el desarrollo de prótesis óseas. 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 3330 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 biomateriales de origen marino, los cuales 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 explica 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".

El innovador estudio demostró que las células de tejido gingival sería biocompatibles con conchas de ostión y estas 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, "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.