Forskare från UPM och CSIC har använt avfall från livsmedelsindustrin för att utveckla biomaterial som fungerar som matriser för att regenerera ben- och broskvävnader, som är av stort intresse för behandling av sjukdomar relaterade till åldrande.

Forskarna har producerat biokompatibla material från äppelrester från juiceproduktion. Dessa material kan användas som 3D-matriser för regenerering av ben- och broskvävnader, användbar i regenerativ medicin för sjukdomar som osteoporos, artrit eller artros, alla stiger på grund av befolkningens stigande medelålder.

Äppelrester är en riklig råvara. Världsproduktionen av äpplen var mer än 70 miljoner ton 2015, varav Europeiska unionen bidrog med mer än 15 procent, medan en halv miljon ton kom från Spanien. Cirka 75 procent av ett äpple kan omvandlas till juice och resten, känd som äppelrester, innehåller cirka 20 till 30 procent torkat material, och används främst som djurfoder eller för kompost. Eftersom äppelrester genereras i stora mängder och innehåller en stor del vatten, det orsakar lagringsproblem och kräver omedelbar behandling för att förhindra förruttnelse.

Proceduren för multivalorisering av äppelrester som utförs av UPM- och CSIC-forskarna är baserad på sekventiell extraktion av bioaktiva molekyler, som antioxidanter eller pektin, för att erhålla det material från vilket ett biomaterial med lämplig porositet och textur kan utvecklas för användning inom vävnadsteknik.

Den primära utvinningen av antioxidanter och kolhydrater utgör 2 procent av torrvikten av äppelrester och pektinextraktion är 10 procent. De extraherade kemiska cellerna har erkänt värde som näringsämnen och pektin är ett material med stor användbarhet i medicinska tillämpningar, såsom antitumörläkemedel eller vid behandling av coetana sår.

Vidare, det har visat sig att de material som finns kvar efter antioxidant- och pektinavlägsnande fortfarande kan ge adekvat struktur, struktur och sammansättning för att odla olika typer av celler. I detta speciella fall, de valda cellerna var osteoblaster och kondrocyter, båda är användbara för regenerering av ben- och broskvävnader.

I dag, det finns dyra produkter på marknaden med samma applikationer, når över 100 € per gram, medan avfallet som används i detta arbete knappast når 100 euro per ton. Av denna anledning, det finns konsekventa incitament att omvandla detta avfall till slutprodukter med stort mervärde.

Enligt Milagro Ramos, en bidragsgivare till studien, "Med detta tillvägagångssätt, vi uppnår ett dubbelt mål – att använda avfall som en förnybar råvara av högt värde och kemisk mångfald, och för det andra, minska påverkan av avfallsansamling på miljön."

Tack vare det nya material som erhållits i detta arbete, forskare utvecklar nya tekniska tillämpningar som gör det möjligt för dem att strukturera skräddarsydda biomaterial genom 3-D-utskriftstekniker.