APRENDIZAJE DESDE EL CAPITAL NATURAL
TECNOLOGÍA NATURAL: Inhibidor del crecimiento de las conchas
El poliaspartato es un biopolímero natural derivado de las ostras que puede sustituir a polímeros sintéticos no biodegradables.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
El poliaspartato, un biopolímero natural derivado de las ostras.
La historia del Poliaspartato se remonta a los trabajos pioneros realizados por un equipo del laboratorio de la facultad de ciencias biológicas de la Universidad de Clemson dirigido por el Dr. Alfred Wheeler. Sus investigaciones sobre el crecimiento de la concha de las ostras, desarrolladas desde 1975, permitieron encontrar que existe una proteína que inhibe, de manera natural, el crecimiento del carbonato de calcio, lo cual incide en la formación de su caparazón. El equipo reportó en 1981 sus descubrimientos en un artículo publicado en la revista Science, mostrando que una proteína al interior de las ostras es el agente responsable de la regulación del crecimiento de la concha, inhibiendo el crecimiento del carbonato de calcio, un biomineral que representa un porcentaje muy alto del material del que está compuesta la concha (Wheeler et al. 1981:1397).
El desarrollo definitivo del poliaspartato como polímero biológico sustituto de polímeros sintéticos no biodegradables –como el poliacrilato- se debe a los trabajos de el científico Larry Koskan, creador de la compañía Donlar (actualmente llamada Nanochem Biopolymers la cual se ha dedicado desde su origen en 1990 a la manufactura y comercialización del poliaspartato, proteína empleada como insumo en la fabricación de polímeros. Esa Compañía, desarrollo un proceso de producción, soportado por varias patentes (Koskan et al. 1993, Ross et al. 1997 y Patil et al. 2011), el cual ha permitido su comercialización para diferentes usos industriales y productivos – Producción de Petróleo, Tratamiento de Agua Industrial, Minería, Textiles, Recubrimientos, Productos de aseo y cuidado personal, entre otros-.
El desarrollo de este método de producción puede considerarse un ejemplo de bioinspiración puesto que la idea de usar esa proteína –poliaspartato- en la fabricación de polímeros biodegradables fue tomada a partir del conocimiento de los trabajos del equipo liderado por el profesor Wheeler en los que se muestra el rol desempeñado por las proteínas en la inhibición del crecimiento del carbonato de calcio como material constituyente de la concha de las ostras. Tal y como se queda de presente en el testimonio rendido por Larry Koskan al Comité de biotecnología marina de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos en 1993[1].
[1] Véase el testimonio de Koskan en el congreso de los Estados Unidos http://archive.org/stream/marinebiotechnol00unit/marinebiotechnol00unit_djvu.txt
CLASIFICACIÓN
Este caso ilustra en el desarrollo de tres etapas. En primer lugar, a partir del trabajo de Wheeler y su equipo se puede verificar que la tecnología natural de uso de un polímero natural para inhibir el crecimiento de un biomineral es análoga a la tecnología humana, la cual emplea polímeros sintéticos en la inhibición del crecimiento de procesos tales como la corrosión (inicio de los años 1980’s). Lo que indica un desarrollo en paralelo de tecnologías natural y humana, que representan soluciones análogas.
En segundo lugar, Larry Koskan y su equipo de trabajo en la compañía Dorlan desarrollan un proceso de producción de una proteína biodegradable denominada poliaspartato, en la que se presenta un proceso de bioinspiración a partir del conocimiento de los mecanismos empleados por las ostras para inhibir y regular su crecimiento, descubiertos por el Dr. Wheeler y su equipo. En tercer lugar, se presenta la adopción del modelo de la tecnología natural, estudiado por el equipo liderado por el Dr. Wheeler desde el inicio de los años 80’s para su aplicación en la producción de polímeros comerciales. En el año 1999, Wheeler y Sikes publican su artículo proteínas de las ostras, en el que presentan su análisis para la síntesis y comercialización de polímeros basados en la estructura y actividades de las proteínas de las ostras (proteins from oyster). Basado en este análisis, el propio Dr. Sikes fundó la compañía Aquero para el desarrollo y comercialización de biopolímeros, orientados al uso en productos para el tratamiento de aguas y productos agrícolas entre otros. El profesor Sikes señala que el intento de introducir estos productos en el mercado como competencia de los polímeros sintéticos ha sido aún limitado puesto que no tienen la capacidad de competir en términos de costos y la escala de producción siguen siendo insuficiente.
En conclusión las etapas de desarrollo de los biopolímeros, muestran que las tecnologías naturales y humanas pueden desarrollarse paralelamente y pueden resolver un problema análogo; que la bioinspiración es una fuente de la idea en la que se basa la tecnología humana de biopolímeros, la cual surge del conocimiento de la tecnología natural desarrollada por las ostras marinas; biomimética, en tanto se toman la estructura y actividades de las proteínas de las ostras como modelo natural en el que se basan métodos de producción humanos y finalmente, se presenta la bioutilización puesto que el insumo básico es una proteína natural.