Manfaat biomedis yang mengejutkan dari cangkang telur

Telur adalah makanan pokok bagi hampir seluruh populasi dunia. Namun, konsumsi dan penanganannya menghasilkan produk limbah dalam jumlah yang signifikan. Limbah utama yang dihasilkan di sektor makanan ini adalah cangkang, yang menyumbang sekitar 10% dari total berat telur.

Hal yang mungkin belum banyak diketahui orang adalah cangkang telur dapat diubah dan digunakan kembali dengan berbagai aplikasi teknologi dan industri, yang memenuhi prinsip-prinsip ekonomi sirkular dalam industri makanan.

Sebagai contoh, cangkang telur dapat diolah menjadi bagian dari pupuk dan suplemen pakan ternak, digunakan sebagai dekontaminasi air limbah, serta dalam pengembangan bahan untuk regenerasi jaringan. Penggunaan biomedis yang terakhir inilah yang akan dieksplorasi dalam artikel ini.

Mahakarya bioteknologi

Pembentukan cangkang telur ayam dapat dianggap sebagai proses kalsifikasi mineral yang paling cepat terkendali di alam. Ini adalah struktur biologis yang sangat kompleks yang dirancang dengan sempurna, dari sudut pandang fisiologis dan mekanis, untuk perkembangan embrio anak ayam.

Lapisan pelindung ini terdiri dari lapisan kalsifikasi (kristal kalsium karbonat dalam bentuk kalsit) yang melekat pada permukaan luar membran seperti lapisan tipis, seperti yang dapat dilihat saat memecahkan telur.

Memanfaatkan kembali kulit telur

Untuk memanfaatkan kualitas biomineralnya, sebuah penelitian terbaru telah mengusulkan metodologi eksperimental untuk mengubah komponen mineral cangkang menjadi partikel kalsium fosfat. Dengan cara ini, komposisinya akan serupa dengan yang ditemukan pada tulang dan gigi, dan sebagian akan mempertahankan komposisi organik dari struktur aslinya.

Hasil penelitian ini berguna untuk merancang dan membuat material biokompatibel dengan sifat osteoinduktif, yaitu mampu meregenerasi jaringan mineral dalam bidang rekayasa jaringan dan kedokteran gigi. Tujuan utamanya adalah untuk mengubah limbah ini menjadi partikel yang bermanfaat bagi kepentingan biomedis dengan membuat prosedur yang hemat biaya (dengan mengurangi jumlah operasi pemrosesan) dan ramah lingkungan. Hal ini akan dicapai melalui metode transformasi kimia hidrotermal suhu rendah.

Membran: polimer alami

Selaput telur, lapisan tipis yang menempel di bagian dalam, dapat dengan mudah dipisahkan dengan tangan saat memecahkan cangkang untuk membuat resep apapun. Membran ini memiliki kandungan protein yang tinggi, seperti lisozim, ovotransferin dan klusterin, serta berbagai jenis kolagen. Komposisi polimer alami ini cocok untuk kosmetik, suplemen nutrisi atau dalam pengembangan salep luka bakar atau luka biasa.

Penelitian lain mengusulkan untuk mengembangkan biomaterial baru dengan memineralisasi membran. Tujuannya adalah untuk meniru pembentukan dan konstruksi yang ada pada jaringan yang termineralisasi dan perilaku mekanis sistem berbasis kolagen lainnya, seperti yang ditemukan pada tulang dan gigi.

Para ilmuwan berhasil mengendapkan apatit (mineral yang terdiri dari kalsium fosfat) pada permukaan luar membran dengan sistem kristalisasi terkontrol, sementara permukaan bagian dalam tetap tidak termineralisasi. Komposisi apatit, bersama dengan kolagen yang ada dalam membran, mirip dengan yang membentuk bagian termineralisasi dari jaringan.

Selain itu, uji biologis menunjukkan bahwa bahan biohibrida ini (yang menggabungkan jaringan biologis) bersifat biokompatibel dan non-sitotoksik (yaitu tidak akan memengaruhi perkembangan sel-sel tertentu pada permukaannya), mendorong proliferasi dan diferensiasi berbagai jenis sel yang berbeda yang terlibat dalam metabolisme tulang.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat biomaterial dua dimensi dengan fungsi ganda: meregenerasi jaringan pada permukaan luar yang termineralisasi dan melindungi dari invasi sel di sisi dalam. Dengan kata lain, biomaterial ini akan memainkan peran yang mirip dengan membran cangkang selama pembentukan telur yang diproduksi oleh ayam.

Aplikasi biomedis dan pemulihan limbah

Studi di atas memanfaatkan karakteristik biologis dan desain cangkang telur untuk mereplikasi struktur dan komposisi jaringan yang termineralisasi. Pengembangan bahan-bahan ini dapat digunakan dalam aplikasi masa depan untuk regenerasi tulang dan perawatan gigi. Seperti misalnya pelapisan pulpa gigi pada kasus-kasus yang berpotensi terpapar jaringan karies yang dalam.

Tentu saja, hal ini juga menarik dalam hal ekonomi sirkular, karena mengubah konversi limbah industri makanan menjadi bahan dengan sifat biomedis yang menjanjikan.

Rahma Sekar Andini menerjemahkan artikel ini dari bahasa Spanyol