El progreso en las tecnologías de desarrollo de materiales es importante desde el punto de vista ecológico y social, ya que el desarrollo de nuevos materiales puede contribuir a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de diversas maneras. El aprovechamiento de los recursos de desecho es crucial en los campos médico y odontológico y desempeña un papel clave en el desarrollo económico y sostenible hacia el bienestar social.

La hidroxiapatita es ampliamente conocida como un excelente material sustituto óseo, y la mayoría de los materiales de hidroxiapatita se sintetizan químicamente. Por el contrario, la hidroxiapatita derivada de fuentes naturales, por ejemplo, desechos de conchas marinas, que se ha reciclado también se ha aplicado en varios campos, incluidos los biomateriales.

Según algunos estudios informaron que, obtuvieron hidroxiapatita de alta resistencia como material de regeneración ósea mediante la reacción hidrotermal de concha de caracol en polvo y almejas gigantes como fuente de carbonato de calcio. En otros estudios, sintetizaron micro/nanopartículas de hidroxiapatita a partir de desechos de conchas de ostras utilizando un método hidrotermal de baja temperatura e informaron que sus características fisicoquímicas y compatibilidad biológica las convierten en una plataforma osteoinductiva útil para la ingeniería de tejidos óseos.

El estudio se centra en la hidroxiapatita sintetizada regenerando Ca de cáscaras de huevo desechadas de huevos de gallina comestibles. Japón consume 2,5 millones de toneladas de huevos, generando 250.000 toneladas de cáscaras de huevo, las cuales se descartan como desperdicios de alimentos. Debido a que las gallinas consumen fertilizantes de composición controlada, la apatita derivada de sus cáscaras de huevo tiene una composición estable. Con respecto a las aplicaciones de los biomateriales, la apatita derivada de las cáscaras de huevo se ha investigado como material de regeneración ósea en varios estudios previos. Sobre la base de lo mencionado anteriormente, se desarrolló una nueva tecnología para sintetizar hidroxiapatita natural de todas las cáscaras de huevo desechadas y convertirlas en un recurso sostenible. Nuestra apatita derivada de cáscaras de huevo sintetizada utilizando esta nueva tecnología, que llamamos bioapatita, se puede preparar sin el uso de tampones, agentes disolventes o catalizadores.

La bioapatita tiene un mayor contenido de elementos inorgánicos que el de la apatita, un recurso mineral. Se analizó la bioapatita para determinar las concentraciones de elementos traza mediante espectroscopia de emisión de plasma acoplado inductivamente (ICP). Los resultados de la espectroscopia de emisión ICP para la bioapatita revelaron que el contenido de Mg era de 2 ppm para los recursos minerales de apatita y de 2133 ppm para la bioapatita. Otros elementos además del Mg, como el Na y el K, también estaban presentes en concentraciones más altas. El Mg es un elemento esencial que se encuentra en el cuerpo humano en concentraciones relativamente altas y se conoce como un elemento inorgánico con baja toxicidad. Además, se ha informado que los iones de Mg afectan el metabolismo óseo y promueven la formación ósea.

Por lo tanto, el uso de material de regeneración ósea de apatita derivada de cáscara de huevo puede contribuir a la sostenibilidad y mejorar la compatibilidad ósea. Su propósito del estudio fue desarrollar un nuevo material de regeneración ósea y se implantaron pastas de apatita derivadas de cáscara de huevo en la bóveda craneal de ratas.

Las pastas de apatita derivadas de desechos de cáscara de huevo (BAp) se implantaron en el hueso calvario de ratas, y la formación ósea se evaluó mediante tomografía computarizada (TC) μ de rayos X y evaluación histológica. BAp se mezcló con agua destilada para preparar una pasta. La hidroxiapatita monoclínica de recursos minerales (HAp) se utilizó como control. Un tubo de PTFE (politetrafluoroetileno) de 5 mm de diámetro se llenó con pastas de apatita y se implantó en el hueso calvario de ratas Sprague Dawley de 9 semanas de edad durante 8 semanas. 

Se observó un área radiopaca más grande, similar a la del hueso nativo, en los especímenes implantados con pasta de BAp que en la pasta de HAp. El valor de la densidad mineral ósea (DMO) de la pasta de BAp fue significativamente mayor que el de la pasta de HAp ( p < 0,05). En la evaluación histológica, se observó neoformación ósea en la bóveda craneal en ambas muestras de apatita, y la HAp permaneció en el PTFE, a diferencia de la BAp. El valor de masa ósea (MO) de la pasta de BAp fue significativamente mayor que el de la pasta de HAp ( p < 0,05). Los análisis de MEB y XRD revelaron que la BAp era microcristalina y poco cristalina. La promoción de la neoformación ósea podría contribuir a la cristalinidad y al contenido de Mg de la BAp. Se observó que la BAp es útil como material para la regeneración ósea.

Los resultados obtenidos en el estudio mostraron que la apatita derivada de cáscaras de huevo puede ser absorbida y reemplazada por los huesos. El BAp, obtenido de cáscaras de huevo desechadas, mostró baja cristalinidad y microcristalinidad. 

En comparación con los recursos minerales, la hidroxiapatita y el μ-CT mostraron más hueso nuevo, similar al hueso nativo, y se obtuvieron valores más altos de BM en la observación histológica. La cristalinidad y el contenido de Mg del BAp pueden haber contribuido a la promoción de la formación ósea. El trabajo futuro incluirá estudios sobre aplicaciones prácticas como compuestos y control de absorbencia. Por lo tanto, se puede sugerir que la apatita derivada de cáscaras de huevo puede ser útil como material de regeneración ósea.