De la viña al quirófano: desarrollan un biomaterial con restos de poda de uva Tintilla para regenerar huesos
Los restos de poda encuentran una nueva aplicación
Los residuos de la vid podrían tener un futuro mucho más allá de su aprovechamiento agrícola. Un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz ha desarrollado un biomaterial obtenido a partir de restos de poda de viñedos de Tintilla de Rota (Vitis vinifera) con potencial para su utilización en dispositivos biomédicos reabsorbibles, como grapas, suturas, tornillos o sistemas de soporte para la regeneración ósea.
El nuevo biocompuesto, denominado PLACEL10, está formado por un 10% de celulosa extraída de ramas y restos vegetales de esta variedad autóctona gaditana y un 90% de PLA, un plástico biodegradable de origen renovable empleado habitualmente en envases, biomodelos fabricados mediante impresión 3D o aplicaciones médicas. Con este desarrollo, los investigadores continúan una línea de trabajo centrada en la valorización de subproductos agroindustriales y la obtención de biomateriales sostenibles de alto valor añadido.
Más resistencia sin perder biocompatibilidad
Precisamente, uno de los principales objetivos del estudio era comprobar si la incorporación de fibra vegetal podía mejorar el comportamiento del PLA sin comprometer su compatibilidad con el organismo. Los resultados confirman que el nuevo material incrementa la rigidez y la resistencia del polímero, dos propiedades esenciales para su empleo en dispositivos biomédicos temporales.
“La utilización de fibra vegetal procedente de la uva aumenta su rigidez, aspecto esencial para futuros desarrollos de dispositivos biomédicos reabsorbibles y sistemas de soporte temporal para la regeneración de tejidos”, explica el investigador de la Universidad de Cádiz Miguel Suffo, responsable del estudio.
Restos de poda de uva Tintilla de Rota y la extracción de celulosa que genera el biocompuesto.
Además de mejorar sus propiedades mecánicas, el biocompuesto presenta una biocompatibilidad superior al 95%. Según el artículo ‘PLA–Vine Cellulose Biocomposites from Pruning Waste: Design, Fabrication and Biocompatibility for Biomedical Applications, publicado en Applied Sciences’, estas características permiten plantear su utilización como matriz de refuerzo en rellenos óseos de pequeños implantes, reduciendo la necesidad de emplear materiales metálicos.
No obstante, los investigadores insisten en que el desarrollo aún se encuentra en una fase experimental y deberá superar nuevas etapas antes de llegar a la práctica clínica.
“PLACEL10 es opción prometedora para avanzar en el diseño de futuros biomateriales reabsorbibles, aunque requiere estudios adicionales de degradación, caracterización y validación preclínica antes de plantear aplicaciones clínicas”, puntualiza Suffo.
De la poda al laboratorio
Para fabricar el nuevo material, el equipo comenzó extrayendo la celulosa de los restos de poda procedentes de viñedos de Tintilla de Rota suministrados por una bodega de Jerez de la Frontera. Tras someter la biomasa a tratamientos ácidos y alcalinos para eliminar los compuestos no celulósicos, la celulosa obtenida se incorporó al PLA hasta obtener el biocompuesto PLACEL10.
Durante esta fase del proyecto también se evaluaron otros residuos vegetales, como el puerro de Sanlúcar. Sin embargo, la poda de vid demostró ofrecer mejores prestaciones tanto por su disponibilidad como por su menor contenido de humedad y la facilidad para procesarla a escala industrial.
“Durante el estudio también se evaluaron otros residuos vegetales, como el puerro de Sanlúcar, pero la poda de vid ofrecía ventajas relevantes por su disponibilidad, menor humedad inicial y facilidad de procesado, lo que permitió avanzar hacia el escalado del proceso”, detalla Suffo.
Una vez fabricado el material, el siguiente paso consistió en evaluar su comportamiento biológico mediante ensayos in vitro con osteoblastos humanos, células responsables de la formación y regeneración del tejido óseo. Las pruebas mostraron una viabilidad celular superior al 95% y una respuesta proliferativa a las 72 horas.
“Estos datos indican que el material no mostró citotoxicidad en las condiciones evaluadas y refuerzan su interés como base para futuros desarrollos relacionados con biomateriales reabsorbibles y medicina regenerativa”, indica el investigador.
La economía circular impulsa nuevos biomateriales
Más allá de sus posibles aplicaciones médicas, el proyecto constituye un ejemplo de cómo la economía circular puede generar nuevas oportunidades para el sector vitivinícola. Un residuo agrícola abundante, como los restos de poda de la vid, pasa así a convertirse en materia prima para desarrollar materiales destinados a aplicaciones biomédicas de alto valor añadido.
Esta investigación se enmarca en una línea de trabajo de la Universidad de Cádiz orientada a la valorización de residuos agroindustriales y biomasa residual. En los últimos años, el grupo ha investigado el aprovechamiento de subproductos como la remolacha azucarera, la lana residual, la piel de atún rojo, los restos de marroquinería de Ubrique o el corcho, con el objetivo de transformar recursos locales en nuevos biomateriales.
Los investigadores trabajan ahora en optimizar el proceso de extracción de la celulosa para aumentar la proporción de fibra vegetal del biocompuesto y estudiar su aplicación con otras variedades de vid. Paralelamente, seguirán evaluando su comportamiento como sustituto óseo biodegradable y como material de refuerzo para pequeños implantes. “Hemos mejorado el PLA virgen y seguimos trabajando para que sirva como sustituto óseo o refuerzo de pequeños implantes que no requieran la utilización de material metálico”, asegura Suffo.
El estudio ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía y cofinanciado por la Unión Europea a través del proyecto AGROCOM. Asimismo, la Bodega Luis Pérez ha colaborado aportando los restos de poda empleados como materia prima.
