Del campo a la enfermería: innovación biomédica en forma de vendaje a partir de residuos vegetales

Mucho antes de la aparición de los laboratorios actuales, el campo ya funcionaba como una gran despensa natural donde generaciones y generaciones han encontrado soluciones a sus problemas. Desde identificar qué plantas calmaban la fiebre, cuáles ayudaban a cerrar una herida o qué infusión aliviaba el dolor de estómago… ciencia empírica basada en ensayo y error. Muchas de esas pruebas siguen utilizándose hoy día en el cuidado de nuestra salud, siguiendo eso sí y en todo momento, prescripción clínica. 

Estos remedios naturales se unen a otros avances científicos en el ámbito de la medicina que además de curar buscan reducir su huella ecológica y prescindir de materiales plásticos. 

Por este motivo, convertir residuos agrícolas y biomasa vegetal en material sanitario avanzado ya no es solo una hipótesis de laboratorio. Es una realidad, plasmada en el trabajo realizado por el grupo de investigación Biopren (Bioproductos e Ingeniería de Procesos) de la Universidad de Córdoba, que ha desarrollado un vendaje con propiedades antibacterianas y antisépticas a partir de nanofibras de celulosa derivadas de paja de trigo y fracciones de un hongo asiático.

Investigadores del grupo ‘Biopren’ de la Universidad de Córdoba.

El material, probado en células a escala de laboratorio, acelera la cicatrización, absorbe grandes cantidades de líquido que segregan las heridas y combate bacterias frecuentes en infecciones cutáneas.

Más allá de sus funcionalidades, el nuevo material consigue reducir tanto tiempos como costes simplificando todo el proceso de elaboración y producción, así como revalorizar la biomasa residual del hongo Ganoderma lucidum, conocido como ‘reishi’ o ‘lingzhi’ y empleado tradicionalmente en la medicina asiática.

Biomaterial sanitario a partir de residuos agrícolas

En este sentido, las aplicaciones médicas habituales de este hongo se centran en la utilización de sus esporas o del cuerpo fructífero, es decir, la parte visible de la seta. Ambas aparecen en las fases finales de su cultivo, por lo que su obtención requiere tiempos largos de crecimiento, además de procesos de filtrado y purificación complejos y costosos. Todo ello unido a un desaprovechamiento de gran parte de la biomasa generada. 

En el estudio, los expertos emplearon nanomateriales derivados de residuos agrícolas como la paja de trigo. Foto: Pixabay

Hongo Ganoderma lucidum. Foto: Adobe Image.

En cambio, como describen en el estudio publicado en la revista International Journal of Biological Macromolecules, los expertos han combinado nanomateriales derivados de residuos agrícolas como la paja de trigo y biomasa recogida durante la etapa de crecimiento de este tipo de hongo japonés para obtener un apósito sostenible y efectivo en la cura y cicatrización de heridas.

Por ello, el equipo de investigación de la Universidad de Córdoba decidió cambiar de enfoque y emplear un proceso alternativo: en lugar de esperar a las fases finales del hongo, utilizaron el micelio (raíces del hongo) y los exopolisacáridos (macromoléculas de carbohidratos generadas durante el crecimiento del hongo) como alternativa al uso de esporas y de cuerpos fructíferos como agentes bioactivos. 

En otras palabras, trabajaron con compuestos de interés biomédico en etapas más tempranas, simplificando de manera significativa su obtención. “Nos preguntamos qué pasaría si dábamos un paso atrás y utilizábamos el hongo sin purificar. El resultado fue un método que requiere un menor tiempo de producción, procesos de filtrado más simples, un aprovechamiento integral del cultivo y, por tanto, una reducción de costes en su obtención sin perder eficacia”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Córdoba Esther Rincón Rubio, autora principal del estudio.

Para comprobar esta hipótesis, y tras separar mediante técnicas de filtrado las distintas fracciones del hongo, por un lado el micelio y por otro los exopolisacáridos, los investigadores realizaron diferentes pruebas en el laboratorio: 

• Compararon esponjas enriquecidas con micelio
• Examinaron la respuesta de las esponjas con exopolisacáridos purificados
• Combinaron ambas opciones. 

Después, sometieron las mezclas a un proceso de liofilización -congelación y eliminación del agua- para obtener esponjas altamente porosas. Cada variante aportó ventajas específicas:

• El micelio mejoró la resistencia mecánica y la absorción
• Los exopolisacáridos proporcionaron mayor estabilidad y degradación controlada
• La mezcla de ambas logró una estructura de poros más homogénea y una mayor resistencia

Resistencia a la humedad y compatibilidad biológica

Como resultado final, los investigadores obtuvieron un material resistente y estable con estas características: 

• Más del 99% de porosidad 
• Capacidad de absorción de hasta un 9.200% de su peso en agua, es decir, ganan 92 veces su peso seco.  
• Un 400% de retención de líquido que segregan las heridas en condiciones similares a las de una corte.
• Alta estabilidad estructural incluso en condiciones húmedas. 

Además de las propiedades físicas de este nuevo apósito, los investigadores evaluaron el comportamiento biológico del vendaje en pruebas in vitro contra patógenos y en contacto con la sangre. “Realizamos ensayos antibacterianos con células de piel frente a Staphylococcus aureus, uno de los patógenos más habituales en infecciones de heridas. También hicimos pruebas de hemocompatibilidad con las que evaluar la capacidad del apósito para entrar en contacto con la sangre sin provocar efectos adversos significativos. En ambos casos, los resultados mostraron una alta viabilidad celular, lo que indica buena compatibilidad con los tejidos humanos”, concluye Espinosa. 

Este nuevo vendaje, compuesto a partir de trigo y hongo, demuestra el potencial de la economía circular aplicada a la salud y cómo la ciencia transforma, recicla y reinventa restos vegetales en productos biosanitarios.

Más información en #CienciaDirecta: Desarrollan un vendaje antibacteriano a partir de paja de trigo y hongos que acelera la cicatrización