Nº 660, UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Medellín, diciembre de 2016
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Avances en polímeros naturales
De izquierda a derecha: materia prima (capullo del gusano Bombyx mori); polímero obtenido (Carragenina); algunas aplicaciones (Scaffold de Polihidroxialcanoato).
johana.quintero@udea.edu.co
L
os polímeros son grandes moléculas constituidas por la unión de moléculas más pequeñas denominadas monómeros, las cuales se organizan formando enormes cadenas, y se pueden clasificar como naturales y sintéticas. Los polímeros naturales se pueden extraer de plantas, hongos y animales y tienen diferentes aplicaciones. Tradicionalmente se han usado los polímeros sintéticos, pero el Grupo de Investigación en Biomateriales, adscrito al pregrado de Bioingeniería de la Universidad de Antioquia, ha adelantado diferentes proyectos de investigación relacionados con los polímeros naturales para aplicaciones médicas, con algunos de los cuales “se pueden hacer membranas, pomadas, ungüentos, hidrogeles, además sirven como sensores y purificadores de agua, entre muchos otros usos”, observa Diana Marcela Escobar Sierra, coordinadora del Grupo. Este interés surgió al conocer todas las características e importancia del uso de estos polímeros, en los cuales los estudiantes de posgrado de Biomateriales adelantan sus investigaciones: “todos se obtienen de fuentes que se consideran desechos, además se pueden cultivar y son renovables; en el proceso de extracción no se provoca un daño ecológico sino que se puede aportar a la ciencia a partir de algo que generalmente se bota o contamina”, agrega Escobar Sierra. Desde su creación en 2003, el grupo de investigación trabaja con polímeros como quitosano, extraído de los caparazones de crustáceos; a partir de 2006 se empezó a extraer de otras fuentes como el hongo Ganoderma lucidum y el Pleurotus ostreatus, con los cuales se trabajaron varios proyectos hasta llegar a las aplicaciones de dicho material en usos médicos.
sano, el grupo de Biomateriales desarrolló un proyecto con el Programa de Estudio y Control de Enfermedades Tropicales –PECET– de la Universidad de Antioquia, que consistía en el desarrollo de un hidrogel para el alivio de la leishmaniasis, una de las 17 enfermedades clasificadas como olvidadas por la Organización Mundial de la Salud. En esta oportunidad usaron el quitosano y el alcohol polivinílico –PVA– para crear sensores con respuesta a los cambios de temperatura. El quitosano —observa la profesora Escobar— “también lo hemos aplicado en la agroindustria, creando hidrogeles que ayudan al crecimiento y sostenimiento de las plantas, al control de agentes patógenos; también lo hemos trabajado como sensor para detectar cambios de color y de temperatura; hemos hecho membranas faciales y todo lo relacionado con cosmetología; hemos encapsulado medicamentos, entre otros proyectos”. Pero el grupo de investigación también ha utilizado y ensayado con otros polímeros que también tienen importantes propiedades en los campos médico, agroindustrial, alimenticio, como la carragenina, la fibroína, la lignina, entre otros. En la actualidad, el grupo trabaja
Fotos: cortesía del proyecto
Por LEIDY JOHANA QUINTERO MARTÍNEZ*
Uno de los resultados obtenidos de este proceso se trata de plataformas de crecimiento de células (scaffolds) que, según explica la investigadora Claudia Patricia Ossa Orozco, “son cuerpos tridimensionales que tienen porosidad y esos poros están conectados entre sí; cuando la célula está en la superficie de este material ingresa en los poros y así se forma un tejido”. El trabajo con hongos se desarrolló en conjunto con el grupo de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, que ya había patentado el proceso para el crecimiento del hongo Ganoderma lucidum. En 2013, gracias a ese trabajo de extracción de quitosano, el grupo recibió apoyo del Ministerio de Agricultura para desarrollar un proyecto de recubrimiento de frutas. “En éste se buscaba crear una película protectora del banano para que tuviera un menor deterioro durante el transporte, además de conservar las mismas propiedades organolépticas (sabor y textura)”, cuenta la profesora Ossa Orozco. El propósito se logró con el quitosano y la adición de algunos aceites esenciales, retardando el proceso de deterioro. Posteriormente, y continuando con la línea de trabajo del quito-
Integrantes del Grupo de Investigación Biomateriales
en el proyecto de sustitutos óseos inyectables a base de dos polímeros naturales: la fibroína (extraíble del capullo del gusano de seda Bombyx mori), y la carragenina (extraíble de algas rojas), que funcionan como sustitutos combinados con nanobarras de hidroxiapatita (cerámico con características similares a las del mineral óseo). Ossa Orozco, investigadora principal de este proyecto, cuenta que surgió en 2014 trabajando con estudiantes de pregrado de la Facultad de Ingeniería. “Inicialmente nos dedicamos a conocer y optimizar el protocolo de extracción de la fibroína del capullo del gusano. Pasamos luego a la fabricación de los sustitutos óseos inyectables y hasta ahora hemos tenido muy buenos resultados con el proceso que ha optimizado la estudiante de maestría Maritza Buitrago Vásquez”, explica. Hasta el momento se ha logrado generar la formulación de los sustitutos óseos, se han evaluado propiedades como la inyectabilidad (inyección manual del producto en el hueso del paciente), la estabilidad, además se ha verificado la conservación del pH para que el sustituto no dañe las células. En el marco de este proyecto, la estudiante de doctorado Jazmín Icelly González Ocampo realizará en 2017 una pasantía de investigación en la Universidad Northwestern, Boston, Estados Unidos, para profundizar en la evaluación de la relación del sustituto utilizado con las células; además, se espera crear convenios con otras instituciones interesadas en este campo. Este proyecto es financiado por Colciencias y cuenta con la vinculación de la empresa Gentech, que según la profesora Diana Marcela “ha aportado mucho al correcto desarrollo del proceso de investigación, participando en las áreas de desarrollo, escalamiento y futura comercialización de los resultados”. *Comunicadora social – periodista de la Unidad de Comunicaciones de la Facultad de Ingeniería, U. de Antioquia