Biomedikuntzan erabiltzeko aldamioak, txibihezurretatik abiatuta

Elikagai-hondarretatik, proteinan eta kitinan oinarritutako biomaterial berria ari da garatzen UPV/EHU, 3Dko inprimaketaz aldamioak ekoizteko

Lehenengo argitaratze data: 2018/06/05

Naturako material berriztagarri ugarienetako bat da kitina, eta produktu biodegradagarriak ekoizteko aukera ugari ematen ditu. Iturri alternatiboetatik, adibidez txibihezurretatik, kitina nola lor daitekeen ikertzen ari da UPV/EHUko BIOMAT taldea, eta proteinatan oinarritzen diren biomedikuntzarako materialen ekoizpenean indargarri gisa duen erabilera baliozkotzen.

Pedro Guerrero, Biomat taldeko ikertzailea. Argazkia: Nagore Iraola. UPV/EHU

Kitinan aberats diren elikagaigintzako azpiproduktuei kimika berdearen printzipioetan oinarritutako berariazko tratamendu bat eginda, industrian gaur egun erabiltzen diren tekniken bidez prozesatzeko moduko biomaterialak lor daitezke. Bigarren polimero natural ugariena da kitina —zelulosaren atzetik—, eta, besteak beste, intsektuen, araknidoen eta krustazeoen exoeskeletoa osatzen du.

Iturri alternatiboetatik kitina lortzeko moduen inguruko ikerketak egiten ditu UPV/EHUko BIOMAT taldeak. Kontserba-industriaren hondakinak erabiltzen ditu lehengaitzat taldeak, eta haietatik abiatuz, kitina eta proteina lortzeko prozesu optimizatu bat garatzea espero dute. Kitina eta proteina horiek aplikazio ugari eta askotarikoak izan ditzakete, oso propietate interesgarriak baitituzte, besteak beste, biobateragarritasuna eta biodegradagarritasuna. Horrez gainera, formatu-mota askotako materialak lor daitezke (hautsak, pelletak, filmak, hidrogelak).

Halaber, indargarri gisa erabil daiteke kitina, proteinatan oinarritutako biomedikuntzarako hidrogelak lortzeko.  Hidrogelak material porotsuak dira, ur askokoak, eta elastikotasun eta erresistentzia handia ematen dieten sare molekularrez osatuta daude; gainera, biobateragarritasun, biodegradagarritasun eta zitotoxikotasunarekin lotutako baldintza espezifiko batzuk betetzen dituzte, nahitaezkoak biomedikuntzan erabiltzeko. Hain zuzen ere, ikerketa-taldeak oso emaitza onak lortu ditu proteina-hidrogeletan indargarri gisa txibihezurretatik lortutako kitina erabili dutenean.

“Demagun proteinaz egindako produktu bat, oso arina eta erresistentea, zeinetan zelulak atxiki eta hazten baitira. Zaila dirudi, baina azken urteetan asko ikertu dugu nola desnaturaliza daitezkeen proteinak, aplikazio espezifiko bakoitzak behar dituen propietateen arabera eraldatzeko; birnaturalizatu ondoren, biobateragarri izaten jarraitzen dute eta ez dute errefusik eragiten”, nabarmendu du Pedro Guerrero BIOMAT taldeko ikertzaileak.

Ehun-ingeniaritzarako aldamioak

“Gure helburuetako bat da ehun biologikoen antzeko hidrogelak formulatzeko material berriak garatzea; beraz, hidrogel horiek propietate jakin batzuk izan behar dituzte, adibidez, zelula edo farmakoekin elkarrekintzan jarduteko", azaldu du ikertzaileak.

BIOMATen asmoa da "aldamio" (scaffold) berritzaileak ekoizteko proteinan eta kitinan oinarritutako material berri bat garatzea, zeinak, gainera, egokia izan behar baitu Fused Deposition Modeling (FDM) teknologia, injekziozko bioinprimaketa eta estrusiozko bioinprimaketa bidezko fabrikazio aditiboz egiteko. "3Dko egiturak ekoizteko material berriak garatu behar dira, ez bakarrik materialaren ezaugarriei erreparatuz, baita ordenagailuz lagundutako teknika industrialen bidez erabiltzeko bideragarritasunari erreparatuz ere. Erronka ez dago bakarrik inprimagailuen teknologian, baizik eta inprimagailu horiek elikatzeko erabiltzen diren materialetan ere erronka handia dugu", erantsi du Guerrero doktoreak.

Horretarako, ehun-ingeniaritzarako scaffoldak ekoizteko erreakzio-kondizio moderatuak erabiliz propietate kimiko, fisiko eta biologikoak modulatu eta kontrolatu behar dira, proteina termoplastikozko geruza bat jarriz beste baten gainean, segidan, scaffolda osatu arte. Abiapuntuko abantaila gisa, proteinatan oinarritutako materialak biobateragarriak eta biodegradagarriak dira, alegia, ehun-ingeniaritzarako egokiak.

Proteinatan oinarritutako materialak lortutakoan, hainbat baldintza bete behar dituzte ehun-ingeniaritzan erabili ahal izateko: ehunekin biobateragarri izatea; biodegradagarritasun kontrolatua izatea, ehunak birsortzen denean haien tokia har dezan; zitotoxikoak ez izatea, organismoan kontrako erantzunak saihesteko; aplikazio-mota bakoitzerako behar diren propietate mekanikoak izatea, scaffoldaren kokapenaren arabera; eta porositate eta morfologia egokiak izatea, zelulen hazkundea bultzatzeko eta metabolitoen, nutrienteen eta molekula bioaktiboen garraioa errazteko, bai scaffoldaren barnean, bai scaffoldaren eta ingurunearen artean. UPV/EHUko Farmazia Fakultateko Rosa Hernández doktorearen taldearekin lankidetzan egin dituzte analisiak, eta haien bidez frogatu dute garatutako materialak bideragarriak direla aplikazio biomedikoetarako.

Informazio osagarria

BIOMAT diziplina anitzeko ikerketa-taldea da, Ingeniaritza Kimikoa eta Ingurumena, Fisika Aplikatua, Enpresen Antolakuntza eta Matematika Aplikatua sailetako irakasle eta ikertzailez osatua, eta askotariko aplikazioetarako material berriztagarri eta biodegradagarrien arloan jarduten du. Ikerketa-taldearen ardatza da azpiproduktu eta industria-hondakinak balioztatzea film biodegradagarriak eta biokonpositeak ekoizteko, biopolimeroak eraldatzea, bioplastikoen fabrikazio-prozesuak optimizatzea eta ekoitzitako produktuen ingurumen-azterketak egitea.

Erreferentzia bibliografikoa