Eliminación altamente eficiente y sostenible de ciclofosfamida con carbón activado producido a partir de cáscaras de cacahuete: mecanismo de adsorción química

Por qué importan los fármacos hospitalarios en el agua

Los medicamentos contra el cáncer salvan vidas, pero algunos de ellos siguen activos después de salir del cuerpo. La ciclofosfamida, un fármaco quimioterápico frecuente, atraviesa a los pacientes y puede acabar en las aguas residuales hospitalarias y en los ríos en cantidades muy pequeñas. Incluso a niveles bajos, puede dañar peces, algas y otros organismos acuáticos. Este estudio explora una idea simple con gran impacto: convertir las cáscaras de cacahuete desechadas en un filtro potente capaz de atrapar este fármaco del agua antes de que llegue al medio ambiente.

De residuo agrícola a filtro inteligente para agua

Las cáscaras de cacahuete suelen ser un residuo agrícola de bajo valor, pero son ricas en carbono. Los investigadores limpiaron, secaron y molieron cáscaras de cacahuete locales, las calentaron en ausencia de oxígeno y las trataron con hidróxido de potasio. Este proceso transformó las cáscaras en una forma de carbón activado, un material lleno de pequeños agujeros y túneles. Las mediciones mostraron que el carbono resultante tenía una superficie interna extremadamente grande y un entramado de poros de distintos tamaños, que crean abundantes puntos donde las moléculas contaminantes pueden adherirse.

Cómo el nuevo material limpia fármacos tóxicos

El equipo evaluó la capacidad de este carbón de cáscara de cacahuete para eliminar la ciclofosfamida del agua bajo distintas condiciones. Variaron la cantidad de carbono, la acidez del agua, la concentración inicial del fármaco y el tiempo de contacto. Con una dosis modesta de adsorbente y una hora de contacto, el material eliminó más del 98,5% del fármaco cuando la concentración inicial era de hasta 40 miligramos por litro. De forma notable, el rendimiento de limpieza se mantuvo muy alto en un amplio rango de pH, incluyendo valores cercanos a la neutralidad similares a las aguas residuales hospitalarias reales. Esto significa que el proceso puede funcionar sin añadir químicos para ajustar el agua, reduciendo tanto el coste como los residuos secundarios.

Qué ocurre a nivel microscópico

Para entender por qué el material funciona tan bien, los investigadores examinaron en detalle su estructura y química superficial. Imágenes por microscopía electrónica revelaron una superficie rugosa y crateriforme con muchos poros interconectados que permiten al agua y a las moléculas del fármaco viajar profundamente en el material. La espectroscopía mostró que la superficie del carbono presenta grupos conteniendo oxígeno y anillos aromáticos, que pueden interactuar fuertemente con la ciclofosfamida. Al analizar la velocidad y la fuerza con que el fármaco se acumula en el carbono, concluyeron que las moléculas forman una sola capa bien compactada en la superficie y se unen mediante atracciones químicas específicas más que por simples fuerzas físicas débiles.

Eficiencia, calor y reutilización

Pruebas adicionales investigaron cómo la temperatura y el uso repetido afectan al rendimiento. El proceso de eliminación funcionó mejor a temperaturas más altas y ocurrió de forma espontánea, lo que apunta a una reacción químicamente impulsada y absorbente de calor entre el fármaco y la superficie del carbono. Cuando los investigadores intentaron regenerar el carbono con alcohol y reutilizarlo varias veces, siguió capturando una gran parte del fármaco tras varios ciclos, aunque su eficiencia disminuyó gradualmente de aproximadamente un 98% hasta alrededor del 75%. Incluso con esta caída, el bajo coste y la producción sencilla del carbón de cáscara de cacahuete lo hacen atractivo para un uso a gran escala.

Un camino sencillo hacia aguas hospitalarias más limpias

En términos claros, este trabajo muestra que algo tan común como las cáscaras de cacahuete puede transformarse en un filtro eficaz y asequible para un potente fármaco contra el cáncer que escapa a las plantas de tratamiento actuales. El material puede capturar la ciclofosfamida rápidamente, en aguas casi neutras y a niveles relevantes para las descargas hospitalarias reales. Dado que las cáscaras de cacahuete son abundantes y baratas, este enfoque ofrece una vía práctica y sostenible para reducir los riesgos ecológicos de la atención médica y disminuir la carga de fármacos peligrosos que llegan a ríos y lagos.

Cita: Aşçıoğlu, Ç., Bulduk, İ. & Türk Baydır, A. Highly efficient and sustainable removal of cyclophosphamide with activated carbon produced from peanut shells: chemical adsorption mechanism. Sci Rep 16, 15388 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43552-2

Palabras clave: ciclofosfamida, carbón activado, cáscaras de cacahuete, aguas residuales farmacéuticas, tratamiento de agua