El Parc Científic de la Universitat de València (PCUV) acogió el 29 de junio la mesa técnica Materiales tecnológicos avanzados con potenciales usos en biotecnología, una jornada orientada a acercar a empresas y centros tecnológicos una nueva familia de materiales porosos con aplicaciones en sectores como la biotecnología, la industria agroalimentaria, el tratamiento de aguas, la cosmética, la farmacia o el diagnóstico biomédico.
La actividad fue impulsada por el Grupo de Investigación REDOLI, adscrito al Instituto Interuniversitario de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) de la Universitat de València, en el marco del proyecto ESTIRPE. Durante la sesión, los investigadores José Vicente Ros Lis y Juan José García Miquel presentaron los avances vinculados a la patente ES2912936A1, basada en sílices mesoporosas funcionalizadas con una arquitectura bimodal de poros a escala nanométrica.
“Tenemos el material que la industria lleva décadas buscando, y ahora también tenemos la forma de fabricarlo”, destacan Ros y García, al resumir el potencial de esta tecnología para avanzar desde el laboratorio hacia aplicaciones industriales.
Los materiales UVM-7 combinan dos escalas de porosidad para facilitar el acceso de moléculas grandes sin perder capacidad de retención ni selectividad química
El interés de la tecnología presentada reside en la arquitectura de los materiales UVM-7, diseñados para combinar en una misma estructura dos escalas de porosidad. Por un lado, incorporan macroporos de entre 30 y 50 nanómetros, que facilitan la entrada y circulación de moléculas de mayor tamaño. Por otro, cuentan con mesoporos de entre 2 y 4 nanómetros, responsables de la capacidad de retención y de la selectividad química del material.
Esta organización jerárquica, integrada en una red de sílice con una elevada área superficial —alrededor de 1.058 m²/g—, permite abordar uno de los principales límites de otros materiales porosos: la dificultad para combinar, en una sola plataforma, capacidad de carga, accesibilidad y velocidad de difusión. En materiales como las zeolitas o algunas sílices mesoporosas simples, las moléculas de mayor tamaño pueden encontrar barreras de entrada o problemas de bloqueo. UVM-7, en cambio, está concebido para facilitar el acceso sin renunciar a la capacidad de retener y seleccionar compuestos.
“UVM-7 no es un nuevo material; es una nueva arquitectura que resuelve el problema que los materiales porosos anteriores no podían resolver simultáneamente: máxima capacidad, máxima accesibilidad y máxima selectividad”, explican los investigadores.
La patente incorpora, además, un avance clave para su posible transferencia industrial: un sistema de síntesis por microondas de estado sólido que reduce los tiempos de reacción a menos de 12 minutos, frente a procesos convencionales que pueden prolongarse durante días. Esta mejora no solo acelera la producción, sino que facilita el control de los parámetros de síntesis, mejora la reproducibilidad y abre la puerta a fabricar el material de forma continua mediante reactores de flujo.
Las aplicaciones más cercanas al mercado se sitúan en el análisis alimentario y medioambiental, especialmente en la detección de aflatoxinas y la captura de PFAS en agua
Durante la jornada se abordaron distintas aplicaciones potenciales de estos materiales. A corto plazo, Ros y García identifican como más maduras las aplicaciones analíticas y medioambientales, especialmente aquellas orientadas a detectar o capturar contaminantes en alimentos y agua.
Una de las líneas más avanzadas es el desarrollo de cartuchos de extracción en fase sólida, un sistema utilizado en los laboratorios para retener, concentrar y separar compuestos presentes en una muestra antes de analizarlos. En este caso, los materiales UVM-7 podrían emplearse para detectar aflatoxinas —toxinas producidas por determinados hongos y sometidas a control en seguridad alimentaria— en alimentos complejos como el té o la leche.
Otra de las aplicaciones con mayor recorrido es la captura de PFAS, conocidos como contaminantes persistentes por su dificultad para degradarse en el medio ambiente, y de pesticidas organofosforados en agua. Se trata de compuestos de interés creciente para el análisis ambiental y el control de calidad, especialmente por su impacto potencial sobre la salud y los ecosistemas.
El grupo REDOLI busca socios industriales para validar la tecnología en condiciones reales y avanzar hacia acuerdos de licencia, escalado y nuevas aplicaciones biomédicas
Estas líneas cuentan ya con datos experimentales comparativos frente a materiales de referencia, como la resina XAD-2, utilizada habitualmente para retener compuestos orgánicos en procesos de análisis y separación. Según los investigadores, los materiales UVM-7 presentan ventajas por su mayor área superficial y por su capacidad para seleccionar mejor determinados compuestos.
Por ello, estas aplicaciones constituyen una de las vías con mayor recorrido para una posible transferencia al mercado en sectores vinculados a la seguridad alimentaria, el control de calidad y el análisis medioambiental. Además, resultan especialmente atractivas porque responden a necesidades ya identificadas por la industria y tienen una barrera regulatoria menor que otros desarrollos biomédicos.
A medio plazo, el proyecto contempla también posibles aplicaciones biomédicas. Una de las líneas más avanzadas es el desarrollo de Gd-UVM-7, un material basado en UVM-7 que incorpora gadolinio y que podría emplearse como agente de contraste en resonancia magnética. Este tipo de compuestos se utiliza para mejorar la visibilidad de tejidos, órganos o lesiones durante las pruebas de imagen médica.
En este caso, la aplicación estaría orientada a resonancias magnéticas de campos ultraaltos, superiores a 7 teslas, una tecnología de imagen avanzada que permite obtener un mayor nivel de detalle, especialmente en investigación biomédica y diagnóstico especializado. Según Ros y García, esta línea ocupa “un nicho muy específico que los agentes comerciales actuales no cubren” y presenta un diferencial técnico cuantificado.
Los materiales UVM-7 abren una vía de investigación biomédica en imagen avanzada y liberación controlada de fármacos, aunque su aplicación clínica requerirá nuevos estudios preclínicos, ensayos y validación regulatoria
También se han explorado posibles usos de los materiales UVM-7 en liberación controlada de fármacos, es decir, sistemas capaces de transportar un compuesto terapéutico y liberarlo de forma gradual o localizada en el organismo. Esta aproximación podría tener interés en formulaciones oncológicas y en estrategias dirigidas a interferir en procesos asociados a la metástasis, aunque se trata todavía de aplicaciones en fases tempranas de investigación.
Los investigadores subrayan que estas líneas biomédicas requieren un recorrido más largo que las aplicaciones analíticas o medioambientales. Antes de llegar a una posible aplicación clínica, serían necesarios estudios preclínicos, ensayos clínicos y autorizaciones por parte de las agencias reguladoras, especialmente para demostrar su seguridad, eficacia y eliminación del organismo.
En este sentido, el grupo REDOLI plantea estas aplicaciones como un campo abierto a nuevos proyectos de investigación y colaboración con empresas farmacéuticas, centros biomédicos y entidades especializadas capaces de avanzar en los ensayos necesarios.
La mesa técnica contó con la asistencia de centros tecnológicos con capacidad de conexión con empresas clientes y colaboradoras, lo que permitió abrir un diálogo sobre posibles ámbitos de aplicación industrial.
Entre los sectores con mayor interés se identificaron la industria agroalimentaria y el análisis de calidad, por la necesidad de soluciones más eficaces para el control de contaminantes; el tratamiento de aguas y el análisis medioambiental, especialmente en relación con PFAS y contaminantes emergentes; y el desarrollo de materiales compuestos para envases que mejoren la estabilidad de productos cosméticos o farmacéuticos.
También se abordó el potencial de la tecnología en el ámbito farmacéutico y del diagnóstico médico, aunque estas aplicaciones requerirán colaboraciones específicas para avanzar en estudios de seguridad, eficacia y validación.
Entre los principales retos para incorporar estos materiales a aplicaciones industriales o comerciales, el grupo REDOLI señala el escalado con control de calidad certificable, la validación en matrices reales y la demostración de seguridad a largo plazo en el caso de las aplicaciones biomédicas.
“Aunque la patente resuelve el tiempo de síntesis, pasar de un lote reproducible en laboratorio a una producción industrial certificada sigue siendo un reto”, explican Ros y García. El objetivo del grupo es avanzar en los próximos dos años hacia una producción con trazabilidad, homogeneidad y estándares de calidad verificables.
Asimismo, los investigadores destacan la importancia de validar los materiales en entornos reales, ya que matrices como la leche entera, el agua de río o el suero sanguíneo presentan una complejidad muy superior a la de los ensayos de laboratorio.
Los próximos pasos del proyecto ESTIRPE incluyen la validación en matrices reales, la búsqueda activa de socios industriales para acuerdos de licencia o joint ventures, la continuación de estudios preclínicos en aplicaciones biomédicas, la internacionalización de la patente y la profundización en nuevas líneas vinculadas a biocatálisis y sensores moleculares.
La iniciativa se enmarca en las acciones de valorización y transferencia de resultados de investigación del proyecto ESTIRPE, financiado por la Generalitat Valenciana, IVACE+i y el Programa FEDER Comunitat Valenciana 2021-2027.