Residuos de remolacha azucarera para recubrir prótesis y regenerar huesos

La remolacha azucarera es una raíz y la principal materia prima cultivada en España para la producción de azúcar. En Andalucía, lo hace concretamente en las provincias de Cádiz y Sevilla, sobre una superficie de unas 7.000 hectáreas. El 75% de su composición es agua, un 18% azúcar y el resto materia seca. 

Esta planta es, junto con la caña de azúcar, la más utilizada para producir azúcar refinada, lo que conocemos por azúcar blanco, en todo el mundo. En 1705, el químico francés Olivier de Serres descubrió que la remolacha tenía una composición similar a la de la caña de azúcar. Tuvieron que pasar cuatro décadas, concretamente en 1742, para que se considerara esta información.

En esta misma época, el químico alemán Andreas Marggraf documentó la existencia de azúcar en diferentes variedades de remolacha y la extrajo tras varias semanas de reposo. A principios del siglo XIX, se puso en funcionamiento la primera fábrica de azúcar de remolacha del mundo y de ahí en adelante, el crecimiento de esta producción fue exponencial.

Dos siglos después, este vegetal sigue acaparando la atención de la ciencia. En este caso, de un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz, que, en colaboración con Azucarera, ya investigó el uso de residuos de la remolacha como sustituto del plástico y ahora han obtenido un material compatible con el organismo a partir de Carbocal -subproducto resultante del proceso de separación de los “no azúcares” de su jugo- y restos de pulpa seca de esta planta. 

Este nuevo compuesto artificial funciona como la hidroxiapatita natural, el material usado como relleno óseo en pequeños implantes y como recubrimiento de prótesis en cirugía ortopédica, traumatología y maxilofacial.

El compuesto funciona como la hidroxiapatita natural, el material usado como recubrimiento de prótesis en cirugía ortopédica, traumatología y maxilofacial.

Sostenible y a bajo coste

Según los expertos, la industria azucarera genera alrededor de 200.000 toneladas al año de Carbocal y de cada tonelada de remolacha se obtiene aproximadamente 140 kilogramos de azúcar. El resto son residuos que se utilizan como enmienda del suelo y alimentación animal. 

Otro de sus usos es la producción de cemento para el sector de la construcción. Pese a todo, una parte de estos desechos siguen terminando en los vertederos sin ningún tipo de valorización. “El uso de este producto contribuye a reciclar los desechos agrícolas que de otra forma se perderían, al tiempo que reduce la huella de CO2 y favorece el uso de materias primas secundarias de alta calidad”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Miguel Suffo, investigador principal del estudio.  

Este biocompuesto es más asequible que la hidroxiapatita comercial, cuyo precio de mercado ronda los 400 euros por cada 100 gramos.

Asimismo, este biocompuesto es más asequible que la hidroxiapatita comercial, cuyo precio de mercado ronda los 400 euros por cada 100 gramos. “El coste de la hidroxiapatita natural es elevado y sumado al hecho de que cada año se realizan aproximadamente unas 6.000 intervenciones que requieren el uso de materiales de relleno óseo en Andalucía, comenzamos a trabajar para conseguir un compuesto con las mismas características y que cumpliera las mismas funciones a partir de desechos de la industria agroalimentaria”, señala el investigador de la UCA, quien recalca que “los traumatólogos del Instituto de Investigación e Innovación biomédica de Cádiz (INiBICA), nos habían transmitido que no es posible disponer de hueso natural para la reposición en las intervenciones quirúrgicas que así lo requieren”.

Pruebas de viabilidad en laboratorio

En este trabajo, titulado ‘Biphasic Bioceramic Obtained from Byproducts of Sugar Beet Processing for Use in Bioactive Coatings and Bone Fillings’ y publicado en la revista Journal Functional Biomaterials, los expertos realizaron ensayos con células osteoblásticas, responsables de la producción de los huesos. 

En concreto, realizaron diversos cultivos celulares sobre hidroxiapatita sintetizada con el fin de observar qué células se mantenían vivas y cuáles no superaban estos ensayos en cada caso. 

Para comparar los resultados, hicieron las mismas pruebas con dos muestras adicionales: 

• hidroxiapatita obtenida a partir de Carbocal 
• e hidroxiapatita comercial. 

Tras ensayar con ambos tipos de compuestos, concluyeron que la biocompatibilidad de este material favorece el crecimiento y la proliferación de los osteoblastos, las células responsables de la formación ósea. “También minimiza el riesgo de reacciones adversas y promueve una regeneración ósea exitosa cuando se usa como relleno óseo o como recubrimiento de prótesis, imitando las características de los huesos naturales y evitando la retracción del hueso”, asegura Suffo.  

Equipo de investigación de la Universidad de Cádiz que ha participado en este proyecto.

Residuos ‘dulces’ convertidos en materiales sólidos que dan forma y sostienen esos huesos necesitados de una ‘pizca de azúcar’ para seguir funcionando día a día.