La investigadora colombiana Adriana Torres Mansilla, de 32 años, vive en Granada, España, país donde está estudiando su doctorado en Biogeociencias en la Universidad de Oviedo. Es magíster en Odontología de la Universidad Nacional de Colombia (Unal) y allí fue que inició su investigación con las membranas de cáscara de huevo de gallina (la tela blanca que recubre por dentro al huevo), muy útiles en el campo de la regeneración ósea.
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Ella, odontóloga de profesión, encontró que estas membranas de huevo fomentan el crecimiento de sales de calcio, actuando como una “biocerámica” que imita a los apatitos humanos, que son minerales que favorecen el crecimiento del hueso dental y que están presentes naturalmente en los dientes. Es por esto que, la investigadora, ha desarrollado un biomaterial con membranas de huevo para evitar la pérdida de hueso luego de una extracción dental y así asegurar, por ejemplo, que una prótesis dental esté fijada de manera segura al hueso maxilar.
Los injertos actuales suelen ser de origen animal o sintéticos y se recubren con membranas de colágeno —usualmente de porcino o bovino—. Estos materiales suelen ser muy costosos, dice la investigadora, sumado al sacrificio animal. Mientras que, por ejemplo, el biomaterial que ella está diseñando, es una alternativa mucho más económica y sostenible, ya que se hace a partir de residuos como lo es la cáscara de huevo.
“Los seres vivos tenemos unos minerales esenciales que ayudan tanto en el hueso como en los dientes, se llaman tejidos biominerales y estos favorecen su locomoción y su soporte. Ellos contienen una estructura en particular llamada apatito, yo a mis pacientes que requieren de extracción dental les digo que tienen una gema ahí que no se puede hacer sintéticamente y es ahí donde entra la cáscara de huevo que es un material cristalino, capaz de formar cristales y así fue que la utilizamos para inducir la formación del mineral en el hueso”, explica.
Desarrollo del biomaterial
El biomaterial desarrollado combina una membrana de cáscara de huevo con nanocristales de apatito. Esta membrana, como componente orgánico principal, se complementa con los nanocristales de apatito, que aportan propiedades mecánicas y osteoinductoras, estimulando así la formación de nuevo tejido óseo después de la extracción dental, esto favorece un mejor agarre de la prótesis dental, de ser el caso de requerir de una.
Y es que la membrana, aunque frágil en apariencia, contiene estructuras especializadas llamadas mamilas, en donde comienza el crecimiento de los cristales de la cáscara. Por eso, la investigadora indica que “aprovechamos esta capacidad de la membrana para formar calcita (mineral del huevo), esta vez para generar otro tipo de minerales como el apatito”.
El método que usó para el diseño del biomaterial fue el de cristalización por difusión de vapor. En la parte superior de un dispositivo llamado “seta de cristalización” se pusieron trozos de membrana de cáscara de huevo y en la inferior, una solución de carbonato amónico, calcio y fosfato, al cerrar el dispositivo, ambos elementos interactúan aumentando el pH del recipiente y así la membrana comienza a atraer el calcio, formando los primeros núcleos de cristal en este elemento.
Estos procedimientos incluyeron variaciones en la temperatura y tiempos de tratamiento que variaron desde 1 día hasta 3 meses para lograr la mejor mineralización.
“Antes de mineralizar la membrana tiene un grosor de 0,1 milímetro. Es muy delgada y tiene propiedades similares a las membranas de colágeno que están en el mercado del sector médico y son costosas para los centros de salud y el paciente. Después de mineralizarla, notamos a través de pruebas mecánicas que la membrana aumentó en nanodureza y en grosor, pero siguen siendo materiales manipulables. Uno de los retos ahora es el de solucionar que cuando están secas se vuelven muy débiles y se rompe con facilidad. Si esta se mantiene humectada, se puede describir como un material viscoelástico y fácil de moldear”, agrega.
Estos materiales se clasifican como “biomiméticos”, ya que imitan estructuras y propiedades de los seres vivos. La investigadora destaca la importancia de esta propuesta, “ya que los materiales convencionales en odontología suelen estar compuestos por polímeros u otros elementos no presentes naturalmente en el cuerpo humano”.
Otro punto de gran interés fueron las pruebas celulares. “Se hicieron pruebas de biocompatibilidad y de diferenciación con células mesenquimales humanas (que aportan a la reparación y regeneración de tejidos), y se demostró que la membranita recubierta con mineral de apatito es biocompatible”, comenta la candidata a doctora.
Una vez finalizada la fase de desarrollo, se hicieron pruebas adicionales para validar la eficacia y seguridad del biomaterial en condiciones simuladas. Se espera hacer pruebas en modelos animales, y en última instancia en ensayos clínicos con humanos.
El estudio fue galardonado con el Premio de Investigación del Instituto Español de Estudios del Huevo 2023 y está en proceso de ser patentado en España e internacionalmente. Además de la Unal y la Universidad de Oviedo, en el proyecto participaron el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), el Centro de Investigación Mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), las Universidades de Granada y Jaén, y el Instituto de Investigación Biosanitaria.
