En el ámbito de la medicina y la odontología, la búsqueda para abordar los defectos óseos que surgen de una variedad de causas, incluyendo enfermedades y traumas, representa un desafío primordial y exigente. Hoy en día, este esfuerzo colectivo ha impulsado una investigación extensa en el desarrollo de nuevos biomateriales diseñados para la regeneración ósea, en particular, con un profundo impacto en la práctica clínica y quirúrgica.
La acuicultura del salmón genera un volumen considerable de material de desecho, lo que ofrece potencial para la producción de biomateriales. Es así como un equipo de investigadores chilenos publicaron un nuevo estudio denominado “Efficient Hydroxyapatite Extraction from Salmon Bone Waste: An Improved Lab-Scaled PhysicoChemico-Biological Process” que es el segundo artículo (de una serie de tres) que buscan validar el proceso de producción y caracterización de un nuevo biomaterial osteoconductor a partir del hueso de salmón.
Sobre el estudio
La demanda por nuevos biomateriales para injertos tisulares y cuidado regenerativo de heridas está aumentando, ya que las opciones tradicionales a menudo carecen de biocompatibilidad, integración funcional con el tejido humano, costos asociados y sostenibilidad.
Por ello, en el presente investigación se realizó un proceso de extracción y producción de hidroxiapatita (HA) que involucró principalmente una extensa revisión de la literatura de artículos entre el período 2015-2020, en el que se describió el proceso de extracción biocerámica a partir de hueso de salmón (de cualquier tipo). A partir de entonces, se seleccionaron tres estudios publicados para evaluar los protocolos descritos y si podrían ser replicados en diversas instalaciones del Centro de Investigación e Innovación Biomédica (CiiB) de la Universidad de los Andes.
“Se ejecutó un protocolo preliminar de pretratamiento del hueso, iniciado por la inmersión del hueso en agua purificada obtenida mediante ósmosis inversa (H2Op; p para purificada) y manteniéndolo calentado a una temperatura de 35 °C durante 12 horas. Posteriormente, el proceso de eliminación consistió en extraer manualmente las espinas y los trozos de músculo más grandes. Luego, las vértebras se segregaron/separaron y se conservaron en almacenamiento dentro del rango de temperatura de -18 °C a -25 °C. Este protocolo comprendió seis pasos secuenciales”, detallaron los autores del estudio.
Los expertos explicaron que el estudio abordó «la reutilización de los residuos de salmón a través de un proceso de pretratamiento estandarizado que minimiza el contenido de residuos biológicos, seguido de una etapa de tratamiento para eliminar proteínas, lípidos y otros compuestos, dando como resultado un sustrato rico en minerales. En este trabajo, examinamos varios métodos -hidrólisis alcalina, calcinación e hidrólisis con NaOH- para identificar y determinar el proceso más eficiente y efectivo para producir hidroxiapatita biofuncional de tamaño nanométrico».
En el ensayo, se emplearon dos importantes pruebas de caracterización, una fue espectroscopía Raman y difracción de rayos X de muestras en polvo, para evaluar la biocerámica de hueso de salmón obtenida optimizando el proceso de extracción.
Resultados
El biomaterial funcional aislado del hueso de salmón demuestra propiedades bioquímicas favorables, denotadas por la presencia de HA bioactivo que contiene iones minerales, por ejemplo, posicionándolo como un candidato viable para producir (a escala de laboratorio, hasta la fecha) xenoinjertos adecuados para aplicaciones de reparación y regeneración ósea.
“El proceso de extracción y producción sencillo, reproducible y económico no solo es sostenible desde el punto de vista ambiental, sino que también aborda el desafiante problema de aislar los biodesechos generados por el sector del salmón, en particular, y la industria marina y acuática en general”, destacaron los expertos.
Sin embargo, subrayaron los investigadores que es esencial una caracterización más profunda para comprender plenamente las capacidades y la idoneidad de este material biocerámico natural para diversas aplicaciones biomédicas y dentales en el campo de la regeneración ósea; un esfuerzo continuo de I+D+i en los laboratorios.
«Nuestro método modificado e innovador de hidrólisis alcalina-calcinación produjo hidroxiapatita derivada del salmón con una estructura altamente cristalina, una relación Ca/P óptima y excelente biocompatibilidad. Las atractivas propiedades celulares/tisulares a nanoescala y las características moleculares favorables, especialmente adecuadas para la reparación ósea, son comparables o incluso superan las de la hidroxiapatita sintética, humana, bovina y porcina, posicionándola como un candidato prometedor para su uso en ingeniería de tejidos, cicatrización de heridas e indicaciones de medicina regenerativa», aseguraron los científicos.
