Síntesis de cerámicas tipo hidroxiapatita obtenidas a partir de cáscaras de huevo de Caiman latirostris para aplicaciones en biomateriales

Abstract

Introducción: La ingeniería de tejido óseo requiere el desarrollo de biomateriales capaces de reproducir las funciones de la matriz extracelular y favorecer la regeneración ósea. Objetivos: Obtener y caracterizar hidroxiapatita a partir del calcio presente en cáscaras de huevo de Caiman latirostris, promoviendo una estrategia innovadora y sustentable para el desarrollo de biomateriales, y evaluar de manera preliminar su biocompatibilidad mediante ensayos in vitro. Materiales y métodos: En este estudio se sintetizó hidroxiapatita a partir de cáscaras de huevo de Caiman latirostris, provenientes del “Proyecto Yacaré” de la provincia de Santa Fe (Argentina), se evaluaron las propiedades fisicoquímicas de las cerámicas obtenidas con tratamiento térmico (800 °C, 2 h) y sin él, y se analizó su comportamiento biológico in vitro. Resultados: El tratamiento térmico produjo un aumento significativo en el tamaño promedio de las partículas debido a su aglomeración, sin modificar de manera sustancial la relación calcio-fósforo (Ca/P). Los análisis estructurales indicaron la formación de una hidroxiapatita carbonatada tipo AB, con ausencia de pirofosfato, favorable, según bibliografía, para la mineralización ósea. Los ensayos con células osteoblásticas MC3T3E1 mostraron que ambas cerámicas son biocompatibles y estimulan la proliferación celular en un rango específico de concentraciones, sin efectos citotóxicos en niveles más altos. Conclusiones: El uso de cáscaras de huevo de Caiman latirostris representa un enfoque sustentable y alineado con los principios de la química verde, al valorar un residuo biológico natural, obtenido en el marco de un programa de conservación y uso sustentable de la especie, reduciendo así el impacto ambiental. No obstante, se requieren estudios complementarios de biocompatibilidad y ensayos in vivo para validar su seguridad y eficacia en aplicaciones clínicas en ingeniería de tejido óseo.

Introduction: Bone tissue engineering requires the development of biomaterials capable of reproducing the functions of the extracellular matrix and promoting bone regeneration. Objectives: To obtain and characterize hydroxyapatite from the calcium present in Caiman latirostris eggshells, promoting an innovative and sustainable strategy for biomaterial development, and to preliminarily evaluate its biocompatibility through in vitro assays. Materials and methods: In this study, hydroxyapatite was synthesized from Caiman latirostris eggshells obtained from the “Proyecto Yacaré” in Santa Fe Province (Argentina). The physicochemical properties of ceramics obtained with and without heat treatment (800 °C, 2 h) were evaluated, and their in vitro biological behavior was analyzed. Results: Heat treatment produced a significant increase in the average particle size due to agglomeration, without substantially modifying the Ca/P ratio. Structural analyses indicated the formation of AB-type carbonated hydroxyapatite, with no pyrophosphate detected, which, according to the literature, is favorable for bone mineralization. Assays using MCET3-E1 osteoblastic cells showed that both ceramics are biocompatible and stimulate cell proliferation within a specific concentration range, without cytotoxic effects at higher levels. Conclusions: The use of Caiman latirostris eggshells represents a sustainable approach aligned with the principles of green chemistry, adding value to a natural biological waste material obtained within the framework of a conservation and sustainable-use program for the species, thereby reducing environmental impact. Nevertheless, additional biocompatibility studies and in vivo assays are required to validate their safety and efficacy for clinical applications in bone tissue engineering.