C iudad Juárez, Chihuahua. 12 de junio de 2014. (RanchoNEWS).- Un nuevo tipo de plástico derivado de las bacterias, que es biocompatible, termoplástico y no contaminante, se desarrolla en la UNAM para utilizarlo en un futuro como material para elaborar implantes médicos, en ingeniería de tejidos o para hacer dispositivos de liberación controlada de fármacos, informa Milenio Digital desde la Ciudad de México.
En el Departamento de Microbiología Molecular del Instituto de Biotecnología (IBt), Daniel Segura González y Guadalupe Espín Ocampo estudian los polihidroxialcanoatos (PHA), una especie de poliésteres producidos por la bacteria Azotobacter vinelandii como material de reserva de carbono y energía.
Mejor que el petróleo
En una conferencia ofrecida en el auditorio del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (Ccadet), Segura González detalló que los poliésteres obtenidos en el laboratorio son semejantes a los producidos con derivados del petróleo pero, gracias a su origen natural, son biodegradables.
«En el mundo se producen más de 100 millones de toneladas de plástico y solamente en México se desechan al año más de 90 millones de botellas que, junto con otros residuos de ese derivado del petróleo, forman 40 por ciento de la basura doméstica», señaló el doctor en biotecnología.
El científico de la UNAM explicó que, en contraste con los plásticos que se obtienen con el procesamiento de hidrocarburos, existen varios grupos de bacterias que producen poliésteres naturales a partir del consumo de nutrientes como los azúcares.
Algunos de esos materiales que generan las bacterias ya son utilizados como bioplásticos a escala comercial por empresas de Rusia, Brasil, Estados Unidos y China, que producen con ellos empaques, adhesivos, fibras y artículos desechables.
Sin embargo, los investigadores universitarios se han concentrado en mejorar el proceso de obtención de dichos poliésteres, pues «su precio ha bajado, pero aún no puede competir con los derivados de la petroquímica. Ése es uno de los retos que enfrentamos en esta área», señaló Segura González.
Maquinaria molecular
El investigador especializado en genética de bacterias y sus colaboradores han profundizado en los mecanismos intracelulares que realiza la Azotobacter vinelandii para sintetizar los polihidroxialcanoatos, así como en los mecanismos del ADN de ese microorganismo que participan en dicho proceso.
Tras estudiar las rutas bioquímicas que siguen las bacterias para generar este material que les sirve de reserva, los investigadores controlaron sus condiciones ambientales en el laboratorio y apagaron ciertos genes que regulan su producción.
De esa manera lograron hacer bacterias mutantes que producen cantidades exageradas de PHA y, en consecuencia, crecen y engordan con el material biodegradable de interés.
Además, con la modificación de ciertas rutas metabólicas, los científicos lograron extraer los poliésteres y dotarlos de diversas propiedades, como darles una mayor elasticidad y resistencia.
Proceso de producción
En colaboración con Carlos Peña, también investigador del IBt, Segura González y Espín Ocampo han establecido estrategias eficientes de cultivo de la Azotobacter vinelandii en biorreactores para la producción a mayor escala de PHA, con la finalidad de generar materiales que puedan ser utilizados en aplicaciones biomédicas.
Con esa estrategia han logrado producir entre 30 y 35 gramos de bioplástico por litro. Pero Segura González acotó que aún queda un reto por vencer: «Si logramos triplicarlo en biorreactores vamos a poder competir con lo que existe a escala industrial en otras naciones», consideró.
Actualmente, el Instituto de Biotecnología de la UNAM tiene en trámite una patente para proteger el proceso que, según los especialistas, representa una alternativa para sustituir a largo plazo el plástico de origen petroquímico y así dejar de contaminar con ese material.
«Aún estamos en fase experimental, pero la idea es lograr colaboraciones, como la que ya tenemos con Ángel Romo, del Instituto de Ciencias Físicas (ICF), también de la UNAM, para desarrollar dispositivos como membranas generadas por electrohilado para aplicaciones biomédicas», concluyó el biólogo.
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