Des chercheurs de l'UPM et du CSIC ont utilisé des déchets de l'industrie agroalimentaire pour développer des biomatériaux qui agissent comme des matrices pour régénérer les tissus osseux et cartilagineux, qui présente un grand intérêt pour le traitement des maladies liées au vieillissement.

Les chercheurs ont produit des matériaux biocompatibles à partir de marc de pomme issu de la production de jus. Ces matériaux peuvent être utilisés comme matrices 3D pour la régénération des tissus osseux et cartilagineux, utile en médecine régénérative pour des maladies telles que l'ostéoporose, arthrose ou arthrose, tous augmentant en raison de l'augmentation de l'âge moyen de la population.

Le marc de pomme est une matière première abondante. La production mondiale de pommes était de plus de 70 millions de tonnes en 2015, dont l'Union européenne a contribué à plus de 15 pour cent, tandis qu'un demi-million de tonnes venaient d'Espagne. Environ 75 pour cent d'une pomme peuvent être convertis en jus et le reste, connu sous le nom de marc de pomme, contient environ 20 à 30 pour cent de matière sèche, et est principalement utilisé pour l'alimentation animale ou pour le compost. Étant donné que le marc de pomme est produit en grande quantité et contient une grande fraction d'eau, elle pose des problèmes de stockage et nécessite des traitements immédiats pour éviter la putréfaction.

La démarche de multivalorisation du marc de pomme menée par les chercheurs de l'UPM et du CSIC repose sur des extractions séquentielles de molécules bioactives, tels que les antioxydants ou la pectine, pour obtenir le matériau à partir duquel un biomatériau avec une porosité et une texture appropriées peut être développé pour une utilisation en ingénierie tissulaire.

L'extraction primaire des antioxydants et des glucides constitue 2 pour cent du poids sec du marc de pomme et l'extraction de la pectine est de 10 pour cent. Les cellules chimiques extraites ont une valeur reconnue comme nutraceutique et la pectine est un matériau d'une grande utilité dans les applications médicales, tels que les médicaments antitumoraux ou dans le traitement des plaies cutanées.

Par ailleurs, il a été constaté que les matériaux restant après l'élimination des antioxydants et de la pectine peuvent encore conférer une structure adéquate, texture et composition pour faire croître divers types de cellules. Dans ce cas particulier, les cellules choisies étaient des ostéoblastes et des chondrocytes, qui sont tous deux utiles pour la régénération des tissus osseux et cartilagineux.

Aujourd'hui, il existe des produits coûteux sur le marché avec les mêmes applications, atteignant plus de 100 € le gramme, tandis que les déchets utilisés dans ce travail atteignent à peine 100 € la tonne. Pour cette raison, il existe des incitations constantes à transformer ces déchets en produits finaux à grande valeur ajoutée.

Selon Milagro Ramos, un contributeur à l'étude, « Avec cette approche, nous atteignons un double objectif :utiliser les déchets comme matière première renouvelable de haute valeur et diversité chimique, et deuxièmement, réduire l'impact de l'accumulation de déchets sur l'environnement."

Grâce aux nouveaux matériaux obtenus dans ce travail, les chercheurs développent de nouvelles applications technologiques qui leur permettent de structurer des biomatériaux personnalisés grâce à des techniques d'impression 3D.