Obtención de materiales porosos producidos a partir de biopolímeros extraídos de residuos agroindustriales para aplicaciones biomédicas.

Starch, cellulose and carrageenan are organic, biodegradable, sustainably produced and 

inexpensive polysaccharides obtained from agro-industrial waste. Biopolymers extraction is 

motivated by the growing demand of the market, for instance, Cartago province has 1.004 of the 

1.554 farms that are dedicated to potato farming in Costa Rica, therefore, alternatives that generate 

added value to the product is of great interest for the region. 

The micro-structuring of these materials allows the manufacture of biocompatible threedimensional scaffolds that has been proposed for in vitro cell colonization. These biomimetic threedimensional scaffold systems allow the control of biophysical and biochemical properties, 

by modifying them with conductive materials and anionic cell stimulation molecules, in such a way 

that the extracellular environment is modulated through mechanical, electrical and biochemical 

stimulation, promoting molecular reprogramming of cells grown on the scaffold and favoring their 

differentiation to a tissue of interest for subsequent repair. 

In this research proposal, the synthesis of a three-dimensional porous scaffold based on 

polysaccharides obtained from agro-industrial waste products from Cartago province will be 

optimized, the scaffolds will be modified with a conductive polymer in order to explore its application 

during the release of therapeutic doses of drugs for the stimulation of human mesenchymal stem 

cells as an initial step for in vitro bone tissue synthesis and tissue repair therapies. 

Formulación de un material poroso a partir de biopolímeros extraídos de residuos agroindustriales
para una aplicación biomédica.

La presente propuesta de investigación se enfoca en el eje de conocimiento estratégico del ITCR: Salud.
Se pretende que, con las capacidades, esfuerzos y recursos del ITCR se pueda dar soporte tecnológico
a la medicina humana, basados en la línea de investigación de la Escuela de Química: química orgánica
e inorgánica y bioprospección y de la Escuela de Biología: biotecnología médica. Además, se enfoca en
el Objetivo 12 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible que buscan garantizar modalidades de consumo
y producción sostenibles y el objetivo 3 sobre salud y bienestar. En este proyecto se combinan principios
y herramientas de ciencia y tecnología para la creación de conocimiento, bienes y servicios aplicados a
problemas planteados por el complejo panorama actual de la salud. Además, procura generar
conocimiento en el área de nanomateriales, biomateriales, ingeniería de tejidos y bioingeniería, con la
finalidad de generar impacto en medicina regenerativa como posible terapia para inducir la síntesis de
tejido óseo in vitro. Se emplearán equipos especializados para estudio y caracterización del material, tales
como microscopía electrónica, densidad, área superficial, espectroscopia Raman, espectroscopia FTIR,
Dispersión dinámica de luz (DLS), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y picnometría. Además, para
la caracterización en el cultivo celular, se hará uso de microscopía de fluorescencia, microscopía óptica,
PCR tiempo real y PCR convencional. Lo anterior conlleva el empleo de técnicas de gran relevancia para
el entrenamiento, no solo del personal colaborador, sino también para estudiantes asistentes que puedan
involucrarse en el proyecto.