El estudio de tesis pertenece a Ignacia Muñoz, egresada del Magíster en Ciencias de la Ingeniería mención Bioingeniería, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez. El biomaterial a base de concha de ostión no genera toxicidad y demostró una alta adhesión celular en el corto plazo.
Ciencia y Medio Ambiente24/11/2022
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 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.
OSTEOPOROSIS
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.
El ostión chileno o Argopecten purpuratus tiene una distribución desde Paita, Perú hasta Valparaíso, Chile.
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.
BIOMATERIALES
“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 material más común utilizado por los invertebrados para construir sus estructuras duras (conchas, placas, espículas, entre otras) es el carbonato de calcio.
El innovador estudio demostró que las células de tejido gingival serían 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, señaló 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 Ignacia 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.
La concha bivalva es gruesa, orbicular, con valvas levemente desiguales, la izquierda más convexa que la derecha. Posee costillas radiales, uniformes, sobresalientes, en número variable, 23 a 26 por valva, que presentan bordes angulosos y están revestidos por escamas finas y oblicuas. Además, en el borde distal tiene costillas secundarias más pequeñas entre las anteriores. Posee orejuelas desiguales, siendo la anterior de mayor tamaño y aquella sobre la valva derecha está provista de un seno más o menos profundo, en cuyo borde existen una serie de pequeños dientes. El borde está fuertemente denticulado. El color es variable desde el blanco al rosado y café, los que se combinan y distribuyen en forma irregular. Excepcionalmente se observa el anaranjado y lila. El interior de la concha es liso brillante, la línea paleal es simple. La impresión del músculo aductor es notoria, grande central. Alcanzan una talla de hasta 17 cm de diámetro. Fuente IFOP.
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