El huevo es un alimento básico para casi toda la población mundial, aunque su consumo y manipulación genera un importante volumen de productos de desecho. Lógicamente, el principal residuo generado en este sector alimentario es la cáscara, que supone aproximadamente el 10 % del peso total del huevo.
Lo que a lo mejor no sabía es que las cáscaras pueden transformarse y reutilizarse de múltiples maneras con objeto de obtener materiales con diversas aplicaciones tecnológicas e industriales, cumpliendo los principios de la economía circular en la industria alimentaria.
Por ejemplo, pueden formar parte de fertilizantes y suplementos alimenticios para animales y emplearse como agente descontaminante de aguas residuales, así como en el desarrollo de materiales orientados a la regeneración de tejidos. Este último uso biomédico es el que vamos a explorar más adelante.
Una obra maestra de bioingeniería
La formación de la cáscara de huevo de gallina puede considerarse el proceso controlado de calcificación mineral más rápido de la naturaleza. Es una estructura biológica muy compleja y perfectamente diseñada, desde el punto de vista fisiológico y mecánico, para el desarrollo embrionario del polluelo.
Este recubrimiento protector está formado por una capa calcificada (cristales de carbonato cálcico en forma de calcita) adherida a la superficie externa de una membrana con aspecto de fina película, como podemos observar al romper un huevo.
Reinventando la cáscara de huevo
Con el fin de aprovechar sus cualidades biominerales, un reciente estudio ha propuesto una metodología experimental para transformar el componente mineral de la cáscara en partículas de fosfato cálcico. De esta manera, su composición sería análoga a la que encontramos en huesos y dientes, y mantendría en parte la composición orgánica de la estructura original.
Los resultados de esta investigación son útiles para diseñar y fabricar materiales biocompatibles con propiedades osteoinductoras, es decir, capaces de regenerar tejidos minerales en el ámbito de la ingeniería tisular y la odontología. El objetivo último es convertir esos residuos en partículas de interés biomédico estableciendo un procedimiento rentable (con un número reducido de operaciones de procesado) y respetuoso con el medio ambiente. Esto se conseguiría a través de un método de transformación química de tipo hidrotermal a baja temperatura.
La membrana: un polímero natural
Ahora nos vamos a fijar en la membrana, la fina capa adherida a la parte interna del huevo y que se puede separar fácilmente con las manos cuando rompemos la cáscara para elaborar cualquier receta. Esta membrana posee un alto contenido en numerosas proteínas, como la lisozima, las ovotransferinas y la clusterina, además de diferentes tipos de colágeno. La composición de este polímero natural lo hace interesante para uso cosmético, como suplemento nutricional o en el desarrollo de apósitos para quemaduras o heridas.
Otra investigación propone desarrollar un nuevo biomaterial mineralizando la membrana. Lo que se pretende es replicar la formación y construcción presente en tejidos mineralizados y el comportamiento mecánico de otros sistemas basados en colágeno, como los que encontramos en huesos y dientes.
Los científicos consiguieron precipitar apatito (un mineral compuesto por fosfato cálcico) en la superficie externa de la membrana mediante un sistema de cristalización controlado, mientras que la interna permaneció sin mineralizar. La composición del apatito, junto con el colágeno presente en la membrana, es similar al que forma parte de tejidos mineralizados.
Además, los ensayos biológicos indican que este material biohíbrido (que incorpora un tejido biológico) es biocompatible y no citotóxico (es decir, no afectaría al desarrollo de determinadas células en su superficie), induciendo la proliferación y diferenciación de distintos tipos celulares implicados en el metabolismo óseo.
La meta de este trabajo era fabricar un biomaterial de dos dimensiones con una doble función: regenerar tejido en su superficie externa mineralizada y proteger frente a la invasión celular en la parte interna. En otras palabras, desempeñaría un papel similar al de la membrana de la cáscara durante la formación del huevo cuando lo producen las gallinas ponedoras.
Aplicaciones biomédicas y recuperación de residuos
Los estudios citados aprovechan las características y el diseño biológico de la cáscara de huevo para replicar la estructura y la composición de tejidos mineralizados. El desarrollo de estos materiales podría usarse en futuras aplicaciones de regeneración ósea guiada y tratamientos odontológicos, como el recubrimiento de la pulpa dental en casos de una posible exposición del tejido en caries profundas.
Y también, claro, resulta interesante en términos de economía circular, ya que plantea la conversión de residuos de la industria alimentaria en materiales con prometedoras propiedades biomédicas.
*Pedro Alvarez Lloret, Profesor de Cristalografía y Mineralogía, Universidad de Oviedo
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
