Del viñedo a biomateriales con aplicaciones médicas: restos de poda de Tintilla de Rota orientados a regenerar huesos

La Tintilla de Rota es una uva tinta de baya menuda que tradicionalmente se ha vinculado a la elaboración de vinos tintos secos y vinos dulces naturales y se ha maridado con aperitivos, meriendas y postres. Otro de sus usos ha sido como colorante, cuando en los siglos XIX y XX algunas Tintillas daban color a vinos del Marco de Jerez.

A lo largo de su historia, esta variedad autóctona de Andalucía también ha tenido otras aplicaciones más allá de la alimentaria y culinaria. Por un lado, medicinal, como remedio estomacal y reconstituyente; y por otro lado, sacramental.

Uva tintilla de Rota. Foto: IFAPA.

Ahora, más allá de sus racimos, hay otras partes de la planta a los que la ciencia, en concreto científicos de la Universidad de Cádiz, le han otorgado un valor añadido y lo que hasta ahora era un residuo agrícola de escaso valor destinado a su práctica eliminación, puede convertirse en una fuente de celulosa natural para el desarrollo de nuevos biomateriales sostenibles, como envases, biomodelos fabricados mediante impresión 3D, suturas o piezas diseñadas para el entrenamiento o planificación quirúrgica. O dicho de otro modo, como un aliado más de la medicina regenerativa. 

En concreto, han desarrollado un biomaterial obtenido a partir de restos de poda de viñedos de Tintilla de Rota que presenta una alta viabilidad celular en ensayos in vitro, es decir, reabsorbible por el organismo, orientados a futuros desarrollos relacionados con biomateriales aplicados en medicina regenerativa. 

Composición y ventajas

Denominado PLACEL10, este nuevo biocompuesto está formado por un 10% de celulosa extraída de ramas y hojarasca de Tintilla de Rota (Vitis vinifera) y un 90% de PLA, un plástico biodegradable de origen renovable empleado en la fabricación de envases y ya aplicado por estos expertos en estudios previos orientados a la valorización de subproductos agroindustriales y al desarrollo de materiales sostenibles. 

Entre sus principales ventajas, este biocomposite ha mostrado una mejora de sus propiedades mecánicas respecto al PLA puro y elevada viabilidad celular en ensayos in vitro. “La utilización de fibra vegetal procedente de la uva en este biocompuesto aumenta su rigidez y resistencia, características esenciales para futuros desarrollos de dispositivos biomédicos reabsorbibles y sistemas de soporte temporal para la regeneración de tejidos”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Miguel Suffo, investigador responsable del estudio.

De izquierda a derecha: Fátima Sánchez Medina, Dra. Ana Simonet Morales, Dr. Miguel Suffo, Dra. Celia Pérez Muñoz, investigadores de la Universidad de Cádiz responsables del estudio.

Tal y como explican en el artículo publicado en la revista Applied Sciences, las principales propiedades mecánicas de PLACEL10, especialmente su rigidez y resistencia, y su biocompatibilidad superior al 95% garantizan su uso como matriz de refuerzo en rellenos óseos de pequeños implantes u otros compuestos reabsorbibles por el organismo, evitando la utilización de materiales metálicos.

Para obtener estas conclusiones, los expertos emplearon diferentes técnicas:

• Recolección mecánica de restos de poda de los viñedos en una bodega ubicada en Jerez de la Frontera.
• Extracción de celulosa.
• Aislamiento con tratamientos ácidos y alcalinos secuenciales para eliminar la presencia de compuestos no celulósicos.
• Incorporación del material extraído a una matriz de PLA para fabricar el biocompuesto PLACEL10. 

Una vez obtenido el material, el equipo realizó ensayos biológicos in vitro con osteoblastos humanos, células encargadas de la formación, crecimiento y reparación del tejido óseo, que revelaron unas tasas altas de biocompatibilidad. “La viabilidad celular se mantuvo por encima del 95% e incluso observamos un efecto estimulador del crecimiento celular a las 72 horas, lo que refuerza su interés para aplicaciones relacionadas con la medicina regenerativa”, indica este investigador.

PLACEL10, biocompuesto obtenido en este estudio.

La segunda vida de la Tintilla 

Esta investigación se basa además en el modelo de economía circular, centrado en prolongar el ciclo de vida de los recursos, reducir la generación de residuos y transformar subproductos de bajo valor en materias primas para nuevas aplicaciones. En este caso concreto, el estudio pone de relieve el valor estratégico de los residuos agrícolas y la posibilidad de darle una segunda vida a los restos de poda generados por el sector vitivinícola. 

Según datos de la Red Española de Compostaje, la superficie dedicada al cultivo de la vid en Andalucía genera cada año entre 167.000 y 279.000 toneladas de restos de poda. La provincia de Cádiz, que concentra en torno al 40% del suelo vitivinícola andaluz, aporta aproximadamente entre 67.000 y 111.000 toneladas anuales. La gestión de estos residuos debe evitar su acumulación o vertido incontrolado, por lo que su conversión en materia prima para la fabricación de materiales sostenibles representa una alternativa de interés ambiental y económico. “Tradicionalmente considerados un subproducto de bajo valor, los restos de poda de la vid pueden transformarse en una fuente de celulosa útil para el desarrollo de materiales sostenibles, con potencial para futuras aplicaciones biomédicas reabsorbibles y también para otros sectores, como el de los envases biodegradables”, asegura Suffo.

Proceso de extracción de celulosa de restos de uva tintilla.

El siguiente paso en el que ya trabajan los investigadores es la optimización del proceso de extracción de celulosa a partir de restos vegetales de Tintilla de Rota. Con ello, buscan mejorar el rendimiento del proceso, profundizar en la caracterización del material y estudiar nuevas formulaciones con mayores porcentajes de fibra vegetal, como posibles variantes PLACEL20, PLACEL30 o PLACEL40. Estas nuevas formulaciones permitirán evaluar cómo influye el contenido de celulosa en las propiedades mecánicas, biológicas y de procesabilidad del biocompuesto, así como explorar el uso de celulosa procedente de otras variedades autóctonas de vid.

Además, el equipo seguirá evaluando el potencial de estos biocompuestos para aplicaciones biomédicas, especialmente como materiales reabsorbibles de soporte temporal. “Hemos mejorado las propiedades mecánicas del PLA procesado mediante la incorporación de celulosa procedente de poda de vid, y seguimos trabajando para avanzar hacia biomateriales más sostenibles, citocompatibles y con posible utilidad futura en medicina regenerativa”, puntualiza el investigador de la UCA.

Restos de poda de uva tintilla.

Considerado durante años como un residuo de bajo valor en los viñedos gaditanos, los restos de poda de la Tintilla de Rota ya no son simples desechos. Tras este avance, y aunque aún serán necesarios estudios adicionales antes de plantear una aplicación clínica directa, pueden convertirse en parte de la medicina del futuro. Un ejemplo de cómo la innovación, la economía circular y el trabajo interdisciplinar pueden transformar residuos locales en materiales con valor añadido.

Más información en #CienciaDirecta: Diseñan un biomaterial a partir de restos de poda de uva Tintilla para regenerar huesos