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

Los polisacáridos como el almidón, la celulosa y el carragenato son compuestos orgánicos, 

biodegradables, de producción sostenible y de bajo costo, obtenidos en muchas ocasiones a partir 

de residuos agroindustriales. La extracción de biopolímeros se motiva por la creciente demanda 

del mercado, y la provincia de Cartago tiene 1004 de las 1554 fincas que se dedican al cultivo de 

de papa en Costa Rica, por lo que, alternativas de que generen valor agregado a dicho producto 

es de interés para la región. 

La micro estructuración de estos materiales permite la fabricación de complejos tridimensionales y 

biocompatibles que han sido evaluadas como sistemas para la colonización celular in vitro. La 

síntesis de estas estructuras responde a una necesidad en la búsqueda de estrategias de 

reparación tisular eficientes. Estos sistemas de andamios tridimensionales inteligentes permiten, 

además, controlar propiedades biofísicas y bioquímicas, mediante su modificación con materiales 

conductores y moléculas aniónicas de estimulación celular, de manera que se module el entorno 

extracelular a través de la estimulación mecánica, eléctrica y bioquímica, 

impulsando la reprogramación molecular de las células cultivadas en el andamio y favoreciendo su 

diferenciación a un tejido de interés para su posterior reparación. 

En esta propuesta de investigación, se optimizará la síntesis de andamios 

porosos tridimensionales basados en polisacáridos extraídos a partir de residuos agroindustriales 

de la zona agrícola de la provincia de Cartago, los cuales serán modificados con un polímero 

conductor para explorar su aplicación durante la liberación de dosis terapéuticas de 

biomoléculas que podrían contribuir en la estimulación de células madre mesenquimales humanas, 

como paso inicial para la síntesis de tejido óseo in vitro y terapias de reparación tisular.

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.