Residuos de cerveza para regenerar los huesos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con Mahou y Createch, han desarrollado materiales biocompatibles para regenerar huesos a partir de un residuo de la producción de cerveza llamado bagazo. Estos materiales, según reconocen los autores, podrían convertirse en una alternativa a las prótesis formadas a partir de huesos ovinos procesados o materiales de síntesis, cuyos procesos de fabricación son mucho más costosos y agresivos para el medioambiente.

Durante el proceso de producción de cerveza se generan residuos que contienen los principales componentes químicos presentes en el hueso (fósforo, calcio, sílice y magnesio) que tras modificarse pueden servir como soportes o matrices ("scaffolds", según se conocen en inglés) para el recubrimiento de prótesis, injertos de hueso o implantes odontoestomatológicos.

Uno de los más abundantes es el bagazo, del que se generan de 17 a 23 kilos por hectolitro de cerveza fabricado, que está constituido por restos orgánicos procedentes del procesado de la malta que no sufren modificaciones posteriores. Esto hace que tradicionalmente se haya considerado un subproducto de poco valor comercial, destinado a la fabricación de piensos para el ganado. Los tratamientos aplicados en este trabajo al residuo del bagazo dan como resultado un material rico en silicio, fósforo, calcio y magnesio, con poros intercomunicados de entre 50 y 500 micras de diámetro, similar a la porosidad del hueso esponjoso, lo que favorecería la completa vascularización después de ser implantados.

En una primera aproximación, mediante ensayos realizados sobre cultivos celulares, los investigadores determinaron la biocompatibilidad de los materiales analizando la viabilidad celular de osteoblastos cultivados en presencia de los componentes de los materiales en polvo. Posteriormente, tras compactar y sintetizar los materiales en matrices sólidas en 3D, analizaron la capacidad de las células de tipo óseo para adherirse a ellos, proliferar y diferenciarse a células óseas maduras.

Los resultados obtenidos demuestran que los materiales desarrollados son biocompatibles y permiten que los osteoblastos que crecen sobre ellos proliferen y alcancen los mismos grados de maduración que sobre la hidroxiapatita, material comúnmente utilizado en cirugía maxilofacial, cirugía craneofacial o implantes orbitarios. La utilización de materiales sintéticos como sustitutos de hueso es hasta el momento la terapia más utilizada para el tratamiento de alteraciones óseas. Las estrategias terapéuticas se basan en la utilización de estas matrices porosas pero suficientemente rígidas, compuestas por materiales biocompatibles, que sirven como moldes que proporcionan estabilidad mecánica y, al mismo tiempo, promueven el crecimiento y diferenciación de nuevo tejido óseo.

Debido a su semejanza con la composición del hueso, los fosfatos cálcicos sintéticos son los más utilizados en implantes ortopédicos y odontoestomatológicos. Estos materiales se suelen obtener mediante reacciones químicas que utilizan reactivos tóxicos y calcinaciones a temperaturas muy elevadas, cercanas a 1.500 grados centígrados.