I ricercatori di UPM e CSIC hanno utilizzato i rifiuti dell'industria agroalimentare per sviluppare biomateriali che fungono da matrici per rigenerare i tessuti ossei e cartilaginei, di grande interesse per la cura delle malattie legate all'invecchiamento.

I ricercatori hanno prodotto materiali biocompatibili da vinacce di mele derivanti dalla produzione di succo. Questi materiali possono essere utilizzati come matrici 3D per la rigenerazione dei tessuti ossei e cartilaginei, utile nella medicina rigenerativa per malattie come l'osteoporosi, artrite o artrosi, tutti in aumento a causa dell'aumento dell'età media della popolazione.

La vinaccia di mele è una materia prima abbondante. La produzione mondiale di mele è stata di oltre 70 milioni di tonnellate nel 2015, di cui l'Unione europea ha contribuito per oltre il 15 per cento, mentre un mezzo milione di tonnellate proveniva dalla Spagna. Circa il 75% di una mela può essere convertito in succo e il resto, noto come polpa di mela, contiene circa il 20-30% di materia secca, ed è utilizzato principalmente come mangime per animali o come compost. Poiché la sansa di mele viene prodotta in grandi quantità e contiene una grande frazione di acqua, pone problemi di conservazione e richiede trattamenti immediati per prevenire la putrefazione.

La procedura di multivalorizzazione della vinaccia condotta dai ricercatori UPM e CSIC si basa su estrazioni sequenziali di molecole bioattive, come antiossidanti o pectina, per ottenere il materiale da cui può essere sviluppato un biomateriale con porosità e consistenza adeguate per l'uso nell'ingegneria tissutale.

L'estrazione primaria di antiossidanti e carboidrati costituisce il 2% del peso secco della polpa di mela e l'estrazione di pectina è il 10%. Le cellule chimiche estratte hanno un valore riconosciuto come nutraceutici e la pectina è un materiale di grande utilità nelle applicazioni mediche, come i farmaci antitumorali o nel trattamento delle ferite cutanee.

Per di più, è stato riscontrato che i materiali rimasti dopo la rimozione di antiossidanti e pectine possono ancora conferire struttura adeguata, consistenza e composizione per far crescere diversi tipi di cellule. In questo caso particolare, le cellule scelte erano osteoblasti e condrociti, entrambi utili per la rigenerazione dei tessuti ossei e cartilaginei.

Oggi, ci sono prodotti costosi sul mercato con le stesse applicazioni, superando i 100€ al grammo, mentre i rifiuti utilizzati in questo lavoro difficilmente raggiungono i 100 euro a tonnellata. Per questa ragione, ci sono incentivi consistenti per convertire questi rifiuti in prodotti finali di grande valore aggiunto.

Secondo Milagro Ramos, collaboratore dello studio, "Con questo approccio, raggiungiamo un duplice obiettivo:utilizzare i rifiuti come materia prima rinnovabile di alto valore e diversità chimica, e in secondo luogo, ridurre l'impatto dell'accumulo di rifiuti sull'ambiente”.

Grazie ai nuovi materiali ottenuti in questo lavoro, i ricercatori stanno sviluppando nuove applicazioni tecnologiche che consentono loro di strutturare biomateriali personalizzati attraverso tecniche di stampa 3D.