Estudio sobre las propiedades beneficiosas de la cáscara de huevo

Un equipo de investigadores de la Universidad de Granada pertenecen al Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (ibs.GRANADA), junto con científicos del Instituto Andaluz de Geociencias (IACT) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), las Universidades de Oviedo y la Universidad Nacional de Jaén de Colombia (UNAL) y la Autoridad Sanitaria de Andalucía (SAS), han desarrollado un nuevo biomaterial elaborado a partir de membrana de cáscara de huevo. Los estudios de laboratorio ya han mostrado resultados prometedores para este biomaterial en áreas traumatológicas como la regeneración ósea, y en campos odontológicos, como el recubrimiento pulpar dental. El proyecto, titulado “Membrana de cáscara de huevo recubierta de apatita: un nuevo biocompuesto osteogénico híbrido para la regeneración ósea/tejida guiada”, recibió el Premio del Instituto Español de Estudios del Huevo (IEH) 2023. El premio fue entregado en el Círculo de Bellas Artes de Madrid. e incluía un premio de 12.000 euros.

La membrana de cáscara de huevo es un material biopolimérico único compuesto por fibrillas de colágeno tipo I, V y X, recubiertas con proteínas de clara de huevo, proteínas de la matriz de cáscara de huevo, carbohidratos y ácido hialurónico. La capa externa de la membrana también contiene estructuras conocidas como papilas, compuestas de proteoglicanos, moléculas especializadas que actúan como centros de nucleación del carbonato de calcio, el componente mineral de la corteza. La composición y función de las capas exterior e interior de la membrana son diferentes: mientras que la capa exterior favorece la nucleación del carbonato cálcico y, por tanto, la formación de la cáscara, la capa interior, en contacto con la yema y la clara del huevo, impide la mineralización. Las aves aprovechan esta doble función de la membrana para crear el material sólido de la cáscara del huevo: un escudo de carbonato de calcio que protege al embrión de peligros externos y, al mismo tiempo, le permite eclosionar fácilmente desde el interior. Esta dualidad resultó ser una característica prometedora y se aprovechó en el estudio para desarrollar un material biohíbrido para futuras aplicaciones en la regeneración ósea dirigida y el recubrimiento pulpar.

La regeneración ósea guiada es una técnica muy utilizada en odontología para favorecer la regeneración ósea del maxilar inferior antes de la colocación de implantes, al igual que en el maxilar superior, así como para reparar defectos óseos. Se utilizan pequeñas membranas fabricadas con polímeros absorbibles naturales (colágeno, gelatina, etc.) o sintéticos, así como injertos óseos o materiales renovables como el fosfato cálcico. La función de estas membranas es actuar como una barrera física entre el tejido óseo y el tejido gingival circundante, evitando la invasión de células del tejido gingival al área del injerto óseo. También se utilizan para apoyar la formación de hueso nuevo y deben ser absorbibles para evitar la necesidad de otra cirugía.

El biomaterial desarrollado en este estudio consiste en una membrana de cáscara de huevo de una gallina ponedora, recubierta en su superficie exterior con apatita de fosfato cálcico a nanoescala, preservando su superficie interior y evitando la mineralización. «Para lograrlo, utilizamos una innovadora técnica de cristalización conocida como ‘cristalización por difusión de vapor’, que conduce a la precipitación de apatita nanocristalina con propiedades similares a las que se encuentran en la apatita que se encuentra en el hueso a regenerar. El biomaterial obtenido es Por lo tanto, es bifuncional, osteogénico y puede sustituir a los materiales utilizados actualmente en la regeneración ósea guiada, es decir, una combinación de membrana e injerto óseo, de esta manera la superficie exterior de la membrana se asemeja a tejido mineralizado y la superficie interior a tejido blando, señala Jaime Gómez. Morales, del laboratorio de estudios del Crystal Research Center del IACT e investigador principal del estudio señaló que la membrana también es absorbible.

Los estudios de laboratorio confirmaron que el material de la membrana de la cáscara de huevo recubierta de apatita tenía propiedades mecánicas mejoradas en comparación con la propia membrana. También es biocompatible y puede estimular el crecimiento y desarrollo de células osteogénicas, incluida la diferenciación osteogénica de células estromales mesenquimales. «Estas propiedades son fundamentales para determinar la posibilidad de aplicación clínica del material obtenido en este estudio y son el garante para seguir adelante con futuras investigaciones. De la misma manera, este material también puede usarse en la regeneración de otras lesiones óseas en el cuerpo”, explica Juan Antonio Marshall Corrales, director del laboratorio único de la UGR en biofabricación y bioimpresión 3D (BioFab i3D).

“Con nuestro invento, además de la regeneración ósea dirigida, proponemos otras aplicaciones como el recubrimiento pulpar dental, en el caso de la regeneración pulpar, el biomaterial de membrana cubre la exposición incidental de la pulpa dental para preservar la vitalidad del diente. Actualmente, los materiales utilizados para el recubrimiento pulpar consisten en hidróxido de calcio y silicato. «Esto lo convierte en una opción prometedora», afirma Jaime Gómez Morales. «Nuestro material, por otro lado, contiene fosfato de calcio, los mismos componentes que se encuentran en los tejidos dentales como el dentina o esmalte”, afirma Jaime Gómez Morales. y compatible con la regeneración pulpar”.

“Gracias a estos resultados positivos, apostamos por mejorar sus propiedades para que pueda hacer una aportación significativa a campos médicos como la traumatología y la odontología regenerativa”, añade Juan Antonio Marshall.

Además, los resultados del estudio dieron lugar a su publicación en la prestigiosa revista Progreso de materiales vitales Y registro de patente PCT/ES2023/070274.

información adicional

siguiente Investigadores Participa en el estudio:

Dra. Adriana Torres Mansilla (Departamento de Geología, Universidad de Oviedo); Dr. Pedro Álvarez Loret (Departamento de Geología, Universidad de Oviedo); Ana Voltes Martínez (BioFab i3D, Centro de Investigaciones Biomédicas de la UGR, Universidad de Granada y Servicio Andaluz de Salud); Dra. Elena López Ruiz (BioFab i3D, Facultad de Ciencias Experimentales, Universidad de Jaén); Dra. Paula Alejandra Baldeón-Elorza (Departamento de Salud Bucal, Facultad de Odontología, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá); Dr. Juan Antonio Marshall Corrales (BioFab i3D, Centro de Investigaciones Biomédicas de la UGR, Universidad de Granada y Servicio Andaluz de Salud); Dra. Paula Alejandra Baldeón Elorza (Departamento de Salud Bucal, Facultad de Odontología, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá); Dr. Juan Antonio Marshall Corrales (BioFab i3D, Centro de Investigaciones Biomédicas de la UGR), y Jaime Gómez Morales (Laboratorio de Estudios Cristalográficos del Instituto Andaluz de Geociencias [IACT] y el investigador principal del estudio).