Un biomaterial imprimabil 3D obținut din deșeuri de soia ar putea ajuta la repararea pielii
Okara, un reziduu rezultat din producția de tofu și de băuturi pe bază de soia, poate fi transformat într-un biomaterial bioactiv, biodegradabil și imprimabil 3D, destinat protejării și reparării pielii. Rezultatul provine dintr-un studiu publicat în Communications Materials, care a urmărit un dublu obiectiv: reducerea impactului asupra mediului prin valorificarea subproduselor din industria alimentară și dezvoltarea de noi soluții biomedicale.
Deși este considerat în general un deșeu, okara păstrează o componentă proteică semnificativă și poate reprezenta astfel o sursă sustenabilă de molecule biologic active. Din acest subprodus, cercetătorii au obținut un hidrolizat proteic bogat în peptide bioactive — lanțuri scurte de aminoacizi derivate din proteine — și au studiat efectele sale asupra fibroblastelor dermice umane, celule esențiale pentru menținerea structurii pielii și pentru procesele de reparare a țesuturilor.
Activitate antioxidantă și antiinflamatoare demonstrată în teste
Testele in vitro au arătat că hidrolizatul din okara are activitate antioxidantă și antiinflamatoare și favorizează migrarea fibroblastelor, un proces important pentru vindecarea rănilor. Pentru a transforma aceste constatări într-o soluție tehnologică, hidrolizatul a fost încorporat în poli(ε-caprolactonă), sau PCL, un polimer biocompatibil și biodegradabil deja utilizat în cercetarea biomedicală. Rezultatul este un amestec bioactiv adecvat pentru imprimarea 3D.
Analizele mecanice, termice și structurale au arătat că adăugarea hidrolizatului păstrează principalele proprietăți ale PCL și permite eliberarea prelungită în timp a peptidelor bioactive. Cercetătorii au verificat apoi că, chiar și după imprimarea 3D, amestecul își menține caracteristicile antioxidante, antiinflamatoare și pro-regenerative. Capacitatea de a produce structuri cu geometrii complexe a confirmat, de asemenea, versatilitatea materialului și potențialul său pentru proiectarea de dispozitive personalizabile.
Următorul pas: un model de piele mamară
Cercetarea va continua cu imprimarea 3D a unui fantom biomimetic, un model experimental capabil să reproducă unele dintre principalele caracteristici ale țesutului pielii mamare. Potrivit coordonatoarei studiului, Carmen Lammi, profesor la Departamentul de Științe Farmaceutice al Universității din Milano, sistemul va permite studierea comportamentului biomaterialului în condiții controlate și investigarea suplimentară a proprietăților și funcționalității sale înainte de etapele ulterioare de validare, contribuind astfel la dezvoltarea de soluții sustenabile și personalizabile pentru sănătatea femeilor.
Materialul ar putea contribui, în viitor, la dezvoltarea de dispozitive pentru tratamentul local al durerii asociate alăptării și recuperării postoperatorii după chirurgia cancerului de sân. Cercetarea interdisciplinară a fost coordonată de Lammi, în colaborare cu echipa condusă de profesoara Serena Graziosi de la Departamentul de Inginerie Mecanică al Politehnicii din Milano și cu Raffaele Pugliese, cercetător la Centrul de Cercetare NeMO Lab — Spitalul Niguarda din Milano. Studiul se numără printre rezultatele proiectului de cercetare 3DBioPad, coordonat de Graziosi, care integrează expertiză în proiectare mecanică, știința și ingineria materialelor, științe alimentare și farmaceutice, design de produs și fabricație aditivă.
Potrivit Serenei Graziosi, posibilitatea de a folosi imprimarea 3D pentru a produce geometrii complexe cu acest material bioactiv deschide noi oportunități pentru dezvoltarea de dispozitive dedicate sănătății femeilor, cu aplicații potențiale și în alte domenii biomedicale. În cadrul proiectului 3DBioPad, valorificarea okarei face parte dintr-o abordare de proiectare care consideră de la bun început funcția și geometria produsului, proprietățile materialului și procesul de fabricație drept elemente interdependente. Prin această integrare, echipa urmărește să combine dezvoltarea de noi soluții pentru sănătatea oamenilor cu o utilizare mai sustenabilă a resurselor.
